Tot ce trebuie să știi despre motocicletele electrice

Tot ce trebuie să știi despre motocicletele electrice

Teoretic, motocicletele ar trebui să fie mai ușor de convertit la propulsia electrică decât mașinile. Nu trebuie să treacă de teste de impact și pot ajunge din faza de proiect până la cea de producție relativ ușor, cu cheltuieli mai mici. Pot fi și modificate ușor pentru a se adapta la tehnologia bateriilor, aflată în continuu progres, fără să fie nevoie de reproiectare totală.

În plus, motocicletele sunt folosite mai degrabă pentru drumuri scurte, eliminând parțial problema autonomiei asociată cu bateriile și nu trebuie să suporte toate opțiunile de confort și elementele de protecție în caz de accident pe care le au mașinile, ceea ce înseamnă că vor avea mereu un avantaj în materie de raportul putere/greutate. Astfel, un motor electric mic, conectat la o baterie mică, poate să transporte fără probleme o persoană pe o motocicletă, în timp ce chiar și o mașină electrică de dimensiuni foarte mici are nevoie de un sistem masiv de propulsie ca să facă același lucru.

Dar, deși motocicletele ar putea fi în avangarda tehnologiei vehiculelor propulsate electric, mașinile dau tonul în acest domeniu. Asta și pentru că utilizatorului mediu de mașină nu îi prea pasă de felul în care este propulsat vehiculul său, așa că ideea schimbării tehnologiei prin care se face acest lucru nu reprezintă o mare problemă.

Motocicliștii, însă, sunt diferiți. Suntem pasionați prin definiție. Majoritatea dintre noi știm și înțelegem cum funcționează motocicletele noastre, cel puțin în mare. Și asta înseamnă că, dacă vrem să acceptăm mai bine motocicletele electrice, trebuie să înțelegem mai bine cum funcționează.

În mod normal, ne place să vorbim despre pistoane, arbori cu came și carburatoare, dar, la propulsia electrică, trebuie să vorbim limba volților, waților și amperilor. Va trebui să înțelegem de ce o baterie litiu-ion este mai bună decât una cu acid și să învățăm un întreg vocabular de termeni tehnici astfel încât eternele conversații la o bere despre măruntaiele motocicletelor noastre să se transforme în discuții la fel de antrenante despre electricitate.

 

Electricitatea nu este ca benzina

Noul Harley-Davidson LiveWire. Peste 30.000 de euro, 74 CP, limitată electronic la 152 km/h. Cea mai radicală motocicletă produsă vreodată de americani, care se bazau puternic pe tradiție până acum.

Este ușor să găsești paralele între electricitate și benzină, dar nu prea are sens să faci asta, pentru că nu sunt ușor de comparat.

Benzina este o metodă de a stoca energie. Este excelentă pentru asta fiindcă, prin aprinderea ei, poate să se combine cu oxigenul din aer, creând o reacție chimică care eliberează o cantitate foarte mare de căldură. Acea căldură face gazele să se destindă, deplasând pistoane și făcând motoarele să funcționeze.

Electricitatea este foarte diferită. În timp ce benzina este un mod de a stoca energia, electricitatea ESTE energie. Nu poate fi ținută într-un recipient și, ca să o stochezi, trebuie să o transformi în altceva – de obicei energia chimică din baterii, dacă vorbim despre mașini sau motociclete electrice.

Nu poți vedea sau mirosi electricitatea, nici nu poți să o cântărești sau să-i măsori dimensiunile. Este energie, nu combustibil, așa că ar trebui să ne gândim la ea ca la un echivalent al căldurii care face să funcționeze motorul pe benzină, nu al benzinei înseși (care este doar un mod de a stoca acea căldură).

 

Ce sunt volții?

Cu toții am auzit de volți. Sunt cam 220 de asemenea unități în prizele din casele noastre și 12 în bateria mașinii sau motocicletei tale. Fiecare dintre acele mici baterii AAA din telecomanda televizorului are 1,5 V. Este un termen pe care îl auzim foarte des, dar nu toți îl înțelegem pe deplin.

Fuell Flow, o motocicletă electrică în stadiu de prototip, ce ar urma să fie produsă de Erik Buell.

Tensiunea electrică este diferența de potențial electric dintre două puncte, fie că este vorba de 1,5 V între polii unei baterii mici sau de 400.000 V între un cablu electric suspendat și pământ.

Cel mai ușor mod de înțelege un circuit electric este să ți-l imaginezi ca un traseu al apei care curge printr-un sistem de conducte. În această analogie, tensiunea electrică este presiunea apei, sau mai degrabă diferența de presiune dintre două puncte – spre exemplu diferența de presiune dintre un rezervor de apă din beci și robinetul din baie. Închiderea unui circuit electric este echivalentă cu deschiderea robinetului.

 

Ce sunt amperii?

După volți, amperii sunt următoarea unitate de măsură folosită frecvent, aceștia definind intensitatea curentului electric. În analogia de mai devreme cu apa, intensitatea curentului este echivalentă cu debitul de apă care curge prin țeavă. Poți combina tensiunea mare cu intensitate mică (echivalent cu un furtun îngust prin care trece apă cu presiune foarte mare) sau tensiunea mică cu intensitate mare (ca un râu care curge încet, deplasând cantități mari de apă, dar cu presiune foarte mică). Și, desigur, poți avea atât tensiunea, cât și intensitatea, la cote foarte mari, căci de asta a e nevoie ca să produci putere mare.

Energica Bolid-E, un model special, pe baza lui Ego Corsa, folosit în MotoE, produs în colaborare cu Samsung.

Ce sunt wații?

Wații sunt o unitate de măsură a puterii și se calculează înmulțind pur și simplu volții cu amperii unui anumit circuit electric.

Puterea este definită din punct de vedere mecanic ca lucrul mecanic realizat într-o anumită unitate de timp și dacă vrei să compari caii-putere omniprezenți în fișele tehnice ale motocicletelor cu ceva, acel ceva trebuie să fie wații.

De fapt, când vine vorba de sistemele electrice de mare putere folosite în mașinile și motocicletele electrice, vorbim mai degrabă în kilowați (kW). Un kilowatt înseamnă 1.000 de wați.

Revenind la exemplul cu furtunul, un furtun mare prin care curge foarte multă apă în timp foarte scurt, cu multă presiune, va fi atât de greu de strunit încât va fi nevoie de câțiva pompieri solizi ca să îl manevreze, în timp ce un furtun mic, cu un debit mic de apă, la presiune mică, este ușor de manevrat și de o bătrânică care udă florile.

Wați-oră sau kilowați-oră?

O altă unitate de măsură cu care trebuie să ne obișnuim este wați-oră (Wh) sau kilowați-oră (kWh). Așa se măsoară capacitatea bateriei, acesta fiind echivalentul cu volumul rezervorului tău de benzină.

Aici lucrurile stau destul de simplu. O baterie care stochează un watt-oră de energie va putea să alimenteze un dispozitiv electric care dezvoltă putere de un watt timp de o oră. Asta înseamnă o baterie mică. Pentru motociclete, vorbim de kilowați-oră (kWh). De exemplu, o motocicletă electrică Zero DS are o baterie de 14,4 kWh, ceea ce înseamnă că poate produce 1 kW timp de 14,4 ore sau 14,4 kW timp de o oră. Având în vedere că motorul motocicletei respective este cotat cu o putere maximă de 60 CP, ceea ce înseamnă 45 kW, ar putea, teoretic, să golească bateria în 0,32 ore (adică aproximativ 19 minute) de mers „în blană”. Desigur, puterea maximă este foarte rar folosită pe orice motocicletă, acesta fiind motivul pentru care Zero DS poate să ruleze mult mai mult de atât în realitate, înainte să i se golească bateria.

Pe unele baterii, veți vedea capacitatea măsurată în Amperi-oră (Ah), în loc de Wh sau kWh. Dar, pentru că se specifică și tensiunea, este foarte simplu să afli capacitatea în Wh sau kWh (pur și simplu înmulțești capacitatea în Ah cu tensiunea bateriei).

 

Ce este densitatea energetică?

Densitatea energetică a unei baterii este măsurată în Wh/kg – wați-oră pe kilogram, adică un simplu raport între capacitatea de stocare a energiei și greutate.

O baterie cu acid/plumb, folosită de majoritatea motocicletelor în motorul cu ardere internă, are aproximativ 40 Wh/kg. Benzina are o densitate energetică de aproximativ 13.000 Wh/kg, deci este ușor de văzut de ce vechiul motor cu ardere internă încă este mult mai folosit decât cel electric, deși poluează mult.

Acum există baterii care oferă un raport mult mai favorabil. La motocicletele electrice se folosesc bateriile cu litiu-ion, care au o densitate energetică între 100 și 200 Wh/kg. Asta înseamnă tot o mică fracțiune din densitatea energetică a benzinei, dar comparația nu se poate face direct, din mai multe motive.

În primul rând, doar o mică parte din energia stocată în benzină ajunge efectiv la roata spate a motocicletei tale. Motoarele pe benzină au un randament de aproximativ 20%, ceea ce înseamnă că, din cei 13 kWh/kg rămân aproximativ 2,6 kWh/kg, iar transmisiile mai pot tăia încă 30% din această valoare, astfel că se ajunge la o eficiență de 1,8 kWh/kg la roata spate. Tot este de aproximativ nouă ori mai mult decât reușește o baterie foarte bună, dar e mult mai aproape.

Un alt element interesant pentru tehnologia vehiculelor electrice este că acestea își pot încărca propriile baterii în faza de frânare – câștigând înapoi o parte din puterea pe care ai consumat-o ca să accelerezi până la viteza respectivă. Prin recuperarea energiei care, altfel, s-ar risipi, motocicletele electrice pot să-și sporească autonomia fără să aibă nevoie de un plus de capacitate de a stoca energia la bord.

Și încărcarea?

Față de simplitatea turnării benzinei într-un rezervor, încărcarea motocicletei este o treabă mult mai complexă.

În cea mai simplă formă, pur și simplu conectezi bateria la sursa de acasă, la 220 V și aștepți (destul de mult) să se umple bateria. Există încărcătoare cu curent alternativ și cu curent continuu, fiecare dintre ele funcționând cu o viteză de încărcare diferită. Cele mai folosite tind să fie încărcătoarele rapide cu curent alternativ, dar alte tehnologii (mai ales încărcătoarele rapide cu curent continuu precum Tesla Superchargers sau sistemele mai des întâlnite CHAdeMO și CCS) vor încărca o baterie goală mult mai rapid. Aceasta este o zonă care ar trebui bine pusă la punct înainte ca vehiculele electrice să devină un mijloc de transport foarte des întâlnit, dar, având în vedere că majoritatea producătorilor mari de mașini deja investesc mult în vehiculele electrice, este foarte probabil ca problema să fie deja rezolvată până când și motocicletele electrice vor fi foarte comune.

 

Riscul de incendiu

O problemă cu bateriile litiu-ion este că acestea tind să se aprindă atunci când se încing foarte tare și astfel de baterii se sting foarte greu. În martie, motocicletele Energica Ego Corsa ale întregii grile a noii clase MotoE din Motomondial au luat foc, în cortul în care erau depozitate peste noapte. Motocicletele electrice ridică unele riscuri de electrocutare și incendiu. De aceea, comisarii de traseu de Isle of Man TT poartă mănuși speciale de cauciuc, izolate electric, pentru cursa clasei TT Zero, destinată motocicletelor electrice. Anul trecut, TT, o motocicletă marca Zero a luat foc în padoc și incendiul a durat 24 de ore.

Marea problemă este legată de aceste baterii litiu-ion, folosite și pe Energica Ego Corsa. Deși incendiul de la Jerez a pornit de la un scurtcircuit al unei stații de încărcare, nu de la o baterie, acestea au cel mai mare risc.

Căldura este, în același timp, cel mai mare dușman al bateriei, din punctul de vedere al performanței, dar și cel mai mare pericol. Problema este momentul în care o creștere drastică a temperaturii sau avarierea bateriei declanșează o reacție în lanț care duce la combustie. Această problemă este amplificată de faptul că bateriile litiu-ion care ard sunt foarte greu de stins, din cauză că anumite componente ale lor produc oxigen atunci când ard. Nu doar bateriile vehiculelor electrice au această problemă. Acest fenomen este și motivul pentru care unele smartphone-uri și laptop-uri izbucnesc brusc în flăcări.

Dar bateriile litiu-ion folosite în campionatul auto de monoposturi Formula E (avangarda în materie de cercetare și dezvoltare pentru vehicule electrice) nu au provocat probleme. Williams Advanced Engineering a furnizat baterii pentru primele patru sezoane ale campionatului, cu doar două defecțiuni și zero incendii în aproximativ 245.000 km parcurși pe pistă și multe alte mii de kilometri în avioane.

Bateriile din Formula E au 350 kg și sunt înconjurate de un strat de fibră de carbon specială, gândită pentru a ține sub control eventualele incendii. Carcasa acestora are porturi speciale la care se pot conecta furtunurile mașinilor de pompieri, pentru că singurul mod de a ține sub control un incendiu al unei baterii litiu-ion este să o inunzi încontinuu cu apă. Temperatura acestora este monitorizată încontinuu, pentru că la 60 de grade Celsius începe să se declanșeze acest fenomen de combustie.

Și motocicletele clasei MotoE au lumini verzi și roșii care indică starea bateriilor acestora. În urma căzăturilor din testele din presezon, dintre care una uriașă la Almeria în ianuarie, nu s-au constatat probleme.

Dacă luminile de siguranță ale unei motociclete căzute sunt verzi, atunci comisarii de traseu se ocupă de motocicletă în modul tradițional. Dar, dacă acestea sunt roșii, cursa este întreruptă cu steag roșu și un echipaj special este trimis la fața locului, format dintr-un om de la Energica, un doctor și un pompier într-un vehicul 4×4 special adaptat.

Comisarii de traseu de la cursele MotoE sunt instruiți pentru a se ocupa de motocicletele electrice și sunt echipați cu mănuși de cauciuc, cârlige de recuperare izolate și extinctoare speciale.

 

Până la urmă, merită?

Desigur, analizând costurile, riscurile și farmecul nu tocmai nemaipomenit al motocicletelor electrice, tindem să ne gândim: „La ce bun? Nu mai bine îmi văd eu de motorul meu cu ardere internă, care scoate un sunet melodios și pe care îl pot alimenta în trei minute de la orice benzinărie?”

Pionierii nu sunt văzuți bine în general, în niciun domeniu. La începutul erei motoarelor cu ardere internă, motocicliștii și șoferii erau văzuți ca niște excentrici enervanți. „Ia-ți un cal!”, spuneau oamenii asurziți de zgomotul și înecați de fumul primelor motoare pe benzină.

Acestea nu erau nici foarte sigure. La prima exploatare petrolieră, în 1861, în Pennsylvania, SUA, petrolul a început să țâșnească cu presiune foarte mare la un moment dat, apoi s-a aprins accidental. 19 oameni au murit. De atunci, au mai murit mii de oameni exploatând rezervele de petrol și mult mai mulți în urma poluării create de motoarele cu ardere internă. Doar în SUA, se estimează că mor aproximativ 58.000 de oameni în fiecare an din cauza poluării provocate de emisiile vehiculelor.

Mugen Shinden Nana, probabil ce mai rapidă motocicletă electrică din lume în acest moment, deține recordul la TT Zero, cu aproape 200 km/h viteză medie pe tur.

În plus, tehnologia vehiculelor electrice se îmbunătățește foarte rapid, la fel ca tehnologia motoarelor cu ardere internă acum un secol. În primele sezoane de Formula E, bateriile nu erau suficient de performante ca să reziste până la finiș, așa că piloții trebuiau să schimbe mașina la jumătatea cursei. Din 2014, bateriile au ajuns de la 28 kWh la 54 kWh, astfel că acum mașinile pot termina cursa cu o singură încărcare. În aceeași perioadă, puterea bateriilor a crescut de la 130 kW la 200 kW, cu 250 kW disponibili în calificare.

Și motocicletele electrice de la TT Zero s-au îmbunătățit semnificativ. Anul trecut, cursa a fost câștigată cu o viteză medie de 194,9 km/h, față de 135,52 km/h în 2009, ceea ce înseamnă o creștere a performanței de aproximativ 44%. Dacă motocicletele cu motor pe benzină s-ar fi îmbunătățit în același ritm în această perioadă, recordul absolut la TT ar fi trebuit să fi ajuns la 302,7 km/h pe tur (actualmente este undeva la 216 km/h).

Așadar, problemele cu motocicletele electrice sunt încă destul de multe, prea multe ca acestea să fie deocamdată o opțiune reală pentru cumpărătorul mediu. Motocicletele electrice sunt prea scumpe, au autonomia prea mică, necesită mult timp de încărcare și, probabil mai important decât atât, nu au încă acel ceva care să te facă să le dorești cu adevărat, așa cum visezi la cele mai interesante motociclete cu propulsie convențională. Dar vremurile se schimbă și nu va dura mult până ce vom vedea motociclete electrice performante, ușor și ieftin de întreținut, practice și cu acea doză de caracter pe care ne-o dorim cu toții de la armăsarul nostru.

BMW Motorrad

Comentarii

comentarii

©2014 Motobikes.Toate drepturile rezervate!

RL GLOBAL ACTIV SERVICES. J40/16964/21.10.2008 RO 16864852 Adresa: Str. Dr. Taberei, nr 109, Bl. A7, Sc C, Ap. 33, Bucuresti.

MOTOBIKES aparține grupului de presă IN MOTION MEDIA.

Conectează-te folosind datele de autentificare

sau    

Ați uitat datele dvs.?

Create Account