Elbilar Allt du behöver veta

Enligt Väktaren, någon gång under hösten 2018 såldes den en miljonste elbilen i USA. I varje stat ökar faktiskt ägandet av elfordon. Data från National Automotive Dealers Association antyder att antalet sålda elbilar i landet ökade med nästan 30% mellan 2016 och 2018.

Med så många förare som väljer att gå el, tror vi att det är dags att ta ett steg tillbaka för att ställa några viktiga frågor om fördelarna och utmaningarna med dessa elfordon. I vår guide försöker vi ta itu med detta ämne genom att utforska den historiska utvecklingen av elbilen, hur de fungerar exakt och hur det är att äga en. Vi tar också reda på de fördelar EVs kan erbjuda både förare och vår planet och avslutar med en nedgång av våra tre främsta elbilar för 2019.

Hur de fungerar

Första saker först - hur exakt fungerar elbilar? Som namnet antyder litar elbilar på elektriska batterier, snarare än bensin eller diesel, för att ge den energi som krävs för rörelse. Elektrisk energi hämtas från ett stort, uppladdningsbart batteri och skickas genom en serie komponenter innan den når en elmotor (eller motorer) som driver hjulen och flyttar fordonet.

Innan elen når motoren måste ett par saker hända:

• DC (likström) som produceras av batteriet måste konverteras till AC (växelström)
• Rätt mängd kraft måste överföras till motorn för att bibehålla önskad hastighet

Dessa två mål uppnås med två viktiga komponenter:

• Potentiometrarna - Potentiometrar är en typ av variabel motstånd - de kan motstå strömmen som strömmar genom en elektrisk krets i större eller mindre utsträckning. I en EV är de anslutna till gaspedalen med en kabel. När föraren trycker ner gaspedalen, desto mer tryck de applicerar, desto mindre motstånd använder potentiometrarna. EV: er har vanligtvis två potentiometrar och ström tillförs endast motorn om båda är inställda i samma position. Detta säkerställer att om man misslyckas när gaspedalen är helt nedtryckt kommer fordonet att komma till ett gradvis stopp snarare än att förlora kontrollen med hög hastighet.
• Kontrollen - Som namnet antyder kontrollerar styrenheten slutligen hur mycket elektrisk energi som når motorn till en EV. Styrenheten "läser" hur mycket tryck som har applicerats på gaspedalen genom att ta emot data från de två potentiometrarna. Den använder denna information för att reglera hur mycket effekt som matas in i motorn. När gaspedalen trycks ned halvvägs tillhandahålls kraft till motorn under halva tiden; när det är deprimerat en fjärdedel av vägen ner, tillhandahålls kraft en fjärdedel av tiden, och så vidare. Styrenheten är också den punkt vid vilken DC från batteriet omvandlas till den växelström som krävs för att driva motorn.

Med dessa två komponenter som arbetar för att styra kraften som levereras till EV: s motor kan den köras ungefär som en vanlig automatisk bil.

Trots denna likhet i drift skiljer sig EV: er från sina konventionella motsvarigheter på flera viktiga sätt:

• Bränslekälla

Det första sättet på vilket elbilar skiljer sig från sina konventionella motsvarigheter är uppenbart men björnen upprepar: de använder en annan bränslekälla. Konventionella, bensindrivna fordon bränner olja i en förbränningsmotor, medan EVs drar energi från ett laddningsbart batteri.

• Gears

Till skillnad från konventionella bilar kräver inte fordon olika växlar för att fungera effektivt. Till skillnad från en förbränningsmotor kan elmotorer producera 100% av sitt vridmoment vid mycket låga varvtal, så en uppsättning växlar som är utformade för att matcha motorens hastighet och hjulets hastighet är inte nödvändig. Det är troligt att installera en, men det skulle bara tynga bilen. De flesta EV: er är installerade precis som en automatisk bil när det gäller föraren.

• Ljud

En av de första saker du troligtvis märker när du kör en elbil för första gången är hur tyst det är. Detta beror delvis på att regulatorn i de flesta EV: er pulserar kraftleveransen till motorn 15 000 gånger per sekund - en frekvens som ligger utanför människors hörsel. EV: er har också färre rörliga delar än sina konventionella kusiner, vilket gör att de kan köra med viskande tyst ljudnivå.

• Räckvidd

Som det nu står kan bensinfordon resa i många fler mil än elbil utan att behöva tankas. Detta beror på att batteritekniken ännu inte ska utvecklas till en punkt där batterier kan lagra lika mycket energi som samma bensinvolym. Som sagt utvecklas tekniken hela tiden, och vi kan förvänta oss att EV: er ska uppnå större och större intervall mellan laddning under de kommande åren. Ändå kan den genomsnittliga elbilen idag resa cirka 120 mil mellan laddningarna - eftersom den genomsnittliga amerikanska föraren reser 40 mil per dag, är EVs i allmänhet utmaningen.

Elektriska fordons historia

De kan verka futuristiska, men elbilar har en överraskande lång historia. Den officiella "uppfinnaren" av elbilen diskuteras ofta, men det är allmänt överens om att deras ursprung kan spåras till en ungerska uppfinnaren från 1800-talet, Anyos Jedlik. År 1828 skapade Jedlik en liten elmotor som kunde driva en liten modellvagn.

Jedliks uppfinning var för liten för att faktiskt kunna transportera passagerare som dagens elfordon, men kort efter, mellan 1832 och 1839, fick den skotska uppfinnaren Robert Anderson kreditering av skapandet av den första elstor i full storlek. Detta är dock inte alls säkert - under samma period krediterades amerikanen Thomas Davenport och den holländska Sibrandus Stratingh med samma uppfinning. Anderson's, Davenport's och Stratinghs elektriska fordon fungerade alla på liknande sätt. Det var rå design som drivs av icke-uppladdningsbara batterier, vilket begränsade deras omfattning.

Ett viktigt framsteg kom 1865, när en fransk fysiker vid namn Gaston Plante utvecklade det första laddningsbara batteriet - det innehöll ett bly-syra-system som faktiskt fortfarande används idag! Plantes design förbättrades senare under seklet, när en annan fransk forskare, Camille Faure, gjorde ändringar som avsevärt ökade kapaciteten 1881.

Faures nyligen förbättrade batteri öppnade översvämningsluckorna för en serie försök att skapa en pålitlig och praktisk elbil - inklusive viktiga ögonblick:

• 1884 - Den engelska elektrotekniker Thomas Parker skapade en elbil i Storbritannien. Parker, som i allmänhet var känd som 'Edison of Europe', utvecklade fordonet med ett sinne för att ge ett alternativ till att bränna kol och olja, vilket han förstått hade en negativ inverkan på den naturliga världen. Parkers EV anses generellt vara den första som har potential att massproduceras.
• 1888 - William Morrison, skotskfödda Iowan, skapade en elbil i Des Moines. Visad i en parad som faller, bedövade bilen åskådare som aldrig sett en bil förut. Morrisons EV producerade fyra hästkrafter och hade en toppfart på 20 km / h - mycket imponerande vid den tiden.
• 1889 - Thomas Edison själv, kanske den mest kända uppfinnaren genom tiderna, tröttnade också på att utveckla en elbil. Edisons design innehöll en ny typ av batteri - nickeljärn - som han tillbringade 15 år av sitt liv på att utveckla. Även om de i slutändan visade sig olämpliga för dagens elbilar, Edisons nickeljärnbatterier är fortfarande används för applikationer som lagring av energi från förnybara källor. De tenderar att hålla sig betydligt längre än de motsvarar bly-syra, och har också fördelen att de inte använder bly; en giftig tungmetall.
• 1897 - Electric Carriage and Wagon Company i Philadelphia byggde den första flottan med elbilar som skulle användas som taxibilar. Fordonen sändes ut på gatorna i New York och betjänade invånarna tills en katastrofisk brand förstörde 300 av den 1000-starka flottan 1907. Denna händelse, i kombination med en ekonomisk nedgång samma år, kollapsade Carriage and Wagon Company.
• 1899 - Den första hybridbilen, som körs på en kombination av bensin och ett batteri, uppfanns av Ferdinand Porsche. Samma år bröt en elbil som utvecklats i Belgien landhastighetsrekorden genom att nå 62 km / h. Denna post gick obestridd fram till 1902.
• 1900 - I början av 1900-talet stod elbilar för 28% av den amerikanska marknadsandelen. Under de första dagarna av bilkörning var el- och bensinfordon låsta i en kamp för dominans. Tidiga bilister föredrog ofta elfordon eftersom de vibrerade mindre och producerade mindre buller än deras bensin- eller ångdrivna motsvarigheter. Även om bensinbilar i slutändan vann ut, är ägandet av elbilar än en gång i dag.

Dominansen av bensindrivna bilar började omkring 1912, tack vare Henry Fords utveckling av billiga massproduktionsmetoder för denna typ av fordon. Forskningen om elbilen startade inte igen förrän 1960- och 70-talet, som svar på stigande oljepriser och den nu bättre förstått inverkan av avgaser på människor och miljö.

1976 godkände den amerikanska regeringen energidepartementet att bedriva förnyad forskning om elektriska och hybridfordon. Samtidigt gjorde många tillverkare, inklusive General Motors, framsteg för att producera sina egna elfordon. GM skapade en flotta av elektriska jeeper för den amerikanska posttjänsten i ett testprogram 1975. NASA var också starkt involverade i detta skede; deras elektriska Lunar Rover blev det första bemannade fordonet som korsade månen 1971. Problem med räckvidd förblev huvudproblemet för EVs under hela perioden, dock.

De nästa betydande framstegen inom EV-tekniken kom inte förrän på 1990-talet. Ändringsförslaget om ren luft antogs i USA 1990 och uppmuntrade tillverkare att både minska de förorenande effekterna av sina bensinfordon och att utveckla fordon som körde på alternativa bränslen - främst el. Lagstiftningen ledde till forskning som resulterade i att EV: er uppnådde tidigare okända områden - upp till 60 mil på en enda avgift. Kanske är det mest kända fordonet från denna utvecklingsperiod GM: s EV1. Modellen hade en räckvidd på 80 miles per laddning och kunde accelerera från noll till 50 mph på sju sekunder. På grund av dess höga produktionskostnader nådde EV tyvärr aldrig till konsumentmarknaden. Oljepriserna sjönk igen, och E1 avbröts 2001 när intresset för EVs minskade.

Nu på 2000-talet har vårt intresse för EVs återigen blivit pikat - mest tack vare Tesla. Bilföretaget grundades av statligt lån 2006 och har sedan dess uppnått sitt mål att producera en lyxig elektrisk sportbil med ett häpnadsväckande intervall på 200 mil på en avgift. Tesla möter nu hård konkurrens på EV-scenen, eftersom andra tillverkare deltar i striden för att producera den snabbaste EV med bästa sortiment. År 2018 släppte den kroatiska tillverkaren Rimac Concept Two; ett helt elektriskt fordon med en räckvidd på 300 mil, som också kan nå en topphastighet på över 250 km / h.

2009 började den amerikanska återhämtningsakten att utveckla den infrastruktur som behövs för att underhålla elbilar med installation av 18 000 laddstationer i hela landet. Trots att de avskedades till förmån för bensinbilar genom mycket av sin historia verkar det som om EVs äntligen skulle kunna ta sin plats som en praktisk och hållbar transportlösning.

Men vad sägs om hybrider?

Som namnet antyder kör hybridfordon på en kombination av bensin och batterikraft. Genom att kombinera dessa två källor erbjuder hybrider förarna bekvämligheten med en förbränningsmotor (lång räckvidd och tillgänglig tankning) med en elfordons ekonomi.

Det finns ett par olika typer av hybridfordon att vara medvetna om:

• Parallella hybridbilar

Parallella hybrider är den vanligaste typen - den mycket älskade Toyota Prius är en parallellhybrid. De har både en motor och en batteridriven elmotor och kan använda en åt gången eller båda samtidigt. Vid hastigheter upp till 15 km / h använder parallella hybrider bara elmotorn, vilket minskar utsläpp och bränsleförbrukning under stadskörning. Vid högre hastigheter sparkar gasmotorn också in. Liksom de flesta elbilar använder parallella hybrider regenerativ bromsningsteknologi för att hålla batteriet på topp.

• Plug-in hybrider

Plug-in hybrider (PHEV), som deras namn antyder, kan anslutas till en strömkälla för att ladda sina batterier, precis som en helt elbil. De har större batterier än sina vanliga motsvarigheter, med en större kapacitet. De tenderar att vara dyrare att köpa, men ibland finns statliga bidrag tillgängliga. Den största fördelen med plugin-moduler jämfört med andra hybrider är att de kan användas som ett rent elektriskt fordon under en del av tiden, vilket ger ännu större bränsleekonomi än en vanlig hybrid. På grund av deras större batterier kan de resa upp till 30 mil ensam på elmotorn.

• Range Extender Hybrids

Medan avståndshybrider har både en förbränningsmotor och en elmotor, används motorn endast för att producera energi till motorn - den driver aldrig bilen direkt.

Att välja en hybrid kommer med några viktiga fördelar:

• Med hybrider kan du minska dina utsläpp utan att bli helt elektrisk
• Hybridfordon har vissa skattemässiga fördelar
• Hybridfordon är billigare att köra tack vare massivt ökad bränsleeffektivitet

Anteckningar för första gången ägare

När EVs blir alltmer kapabla att tävla med sina bensin-kusiner är det bara meningsfullt att fler och fler av oss fattar beslutet om att äga en. Att göra omkopplaren är dock inte utan dess utmaningar. Nedan följer några huvudskillnader att tänka på:

• Laddning och "Range Angst"

Många första gången EV-förare rapporterar om ett fenomen som kallas "räckviddsangst": rädsla för att de kommer att bli slut på juice i mitten av ingenstans och inte kan ladda. Men med bara lite planering bör detta inte vara en fråga. De flesta EV-ägare laddar sin bil över natten hemma, och även med lägsta möjliga spänning, som laddar ett helt plant batteri, kommer denna laddningstid att räcka för att få dig 40 mil. För längre resor, eller om du bor i en lägenhet och inte har tillgång till charmig hemma, kan lite mer planering krävas. Lyckligtvis finns det tusentals laddstationer i hela landet, och den praktiska webbplatsen Plug Share gör det enkelt att hitta stationer i ditt område. Många EV: er använder också regenerativ bromsning, vilket innebär att friktion från bromsning återvinns och återförs till batteriet.

• Underhåll och reparationer

Som vi upptäckte tidigare har EV: er mycket färre rörliga delar än förbränningsmotorfordon, så i princip finns det mycket mindre att gå fel. Komponenter i EVs tenderar att vara enklare att byta ut och sliter inte lika snabbt som deras konventionella motsvarigheter. Nya EV-ägare kan förvänta sig färre resor till återförsäljaren och du behöver inte utföra regelbundna oljekontroller.

• Körupplevelse

EV: er erbjuder en mycket annan körupplevelse än din vanliga förbränningsmotordrivna bil. Först och främst kan du förvänta dig att uppleva mycket starkare acceleration tack vare flera motorer och elmotorns större potential att producera högt vridmoment vid lågt varvtal. De är också lättare att köra än ett manuellt fordon eftersom de ofta går utan växellåda och hanterar ungefär som en automatisk bil i detta avseende. Du kan också förvänta dig att bromsa mindre, eftersom när du tar foten från gaspedalen bromsar fordonet nästan direkt - precis som en stötfångarbil - de flesta förare kommer att behöva lite tid att anpassa sig till detta. Slutligen, kanske den mest märkbara skillnaden du kommer att märka är hur tyst EVs är. Även vid höga hastigheter är buller från motorerna minimala, vilket kan ta lite att vänja sig vid!

Varför välja en elbil?

 Det finns gott om skäl till varför du kan överväga att gå el till din nästa bil:

• Miljöskäl

Eftersom fler och fler av oss försöker minska vår påverkan på planeten kan EV: er spela en viktig roll för att hålla koldioxidutsläppen till ett minimum. Kritiker hävdar att eftersom mycket el fortfarande produceras genom att bränna kol, att elbilar helt enkelt förskjuter snarare än att minska utsläppen, men detta är en myt. Naturgas- och kolkraftverk producerar färre utsläpp per energienhet jämfört med förbränningsmotorer, och dessa utsläpp hålls borta från tätbefolkade områden. Eftersom mer och mer el produceras med förnybara medel kommer detta att bli ännu mindre problem.

• Kosta

Enligt data från Auto Trader spenderar amerikanerna mellan 2 000 och 4 000 dollar på gas varje år. Denna kostnad elimineras utom när du köper en EV. Naturligtvis kan du förvänta dig att din elräkning kommer att gå upp, men elkraften är mycket billigare än gas, och experter föreslår att med hänsyn till reducerat bränsle och underhåll kan den genomsnittliga elbilen vara mellan 40% och 70% billigare än körning än ett konventionellt fordon. Även om EV: er är dyrare att köpa i förväg, finns det också statliga skattekrediter som hjälper dig om du bestämmer dig för att köpa en.

Underhålla elbilar

Som tidigare nämnts är det något annat än att bibehålla en bensindriven bil.

• Hitta en ingenjör

Eftersom EVs för närvarande inte är så vanligt kan det vara en utmaning att hitta en mekaniker som kan se till din bil och du kanske måste ta dig till det ursprungliga återförsäljaren.

• laddning

Om du bor i ett hus snarare än ett flerfamiljshus kan du ha en utomhusladdningshamn installerad på din uppfart, annars kan du använda en utsedd laddningsstation. Det finns några olika typer av laddare:

Hemladdning - Hemma kan du använda nivå 1 eller nivå två laddning. Nivå ett kommer från en vanlig 120V-hemförsörjning och kan dras från alla hushållsuttag med kabeln som medföljer din bil. Nivå två laddningsanläggningar kan installeras hemma och ger ström vid 240V, vilket gör snabbare laddningstider.

Offentlig laddning - Laddstationer varierar i effekt, och det finns tre nivåer: nivå en erbjuder 1 kW ström, och det tar åtta till 15 timmar att ladda ett standard 30 kWh batteri. Nivå två erbjuder 3kW - 8kW och tar tre till åtta timmar att ladda helt. Nivå tre erbjuder 50 kW effekt och kan ladda ett standardbatteri på 20 till 60 minuter. Du kan kontrollera vilka nivåer som finns tillgängliga på laddningsstationer nära dig med Plug Share.

Det är viktigt att veta vilken kontakt din EV har, eftersom det tyvärr inte finns ett universellt kontakt. Den vanligaste kontakten är Level 2 J1772 EV-kontakten. Alla EVs i USA och Kanada kan använda detta kontaktdon. För laddning av nivå 3 finns det tre kontaktstyper:

• Europeiska / amerikanska
• asiatiska
• Tesla

Vilken bil du har kommer att bero på var den gjordes.

Här hittar du en praktisk guide till alla olika kontaktstyper. Du kan i förväg kontrollera att en laddstation har rätt kontakt för din bil online, med ett verktyg som Plug Share. Varje EV kommer också med individuell laddningsinformation i sin bilhandbok - det kan ta lite att vänja sig med, men med en bra timing kan EVs vara ännu bekvämare än en bensinbil.

Laddningstiderna varierar beroende på fordonets batteri och vilken typ av laddare du använder. Här hittar du en grov guide för laddningstider.

• batterier

Liksom alla enheter med ett batteri kommer en EV: s möjlighet att hålla sin laddning att minska med tiden. Batteriet är den enskilt största och viktigaste komponenten i en EV och kommer troligen att behöva bytas ut någon gång under bilens livstid. Många tillverkare kommer emellertid att erbjuda en fem års garanti för din sinnesfrid, och nuvarande batterier kommer att hålla i cirka 100 000 mil innan de tappar så mycket som 10% av sin kapacitet.

• Säkerhetshänsyn

Nästan alla EV-apparater som för närvarande finns på marknaden förlitar sig på litiumjonbatterier för sin kraft, vilket utgör ett potentiellt problem: dessa batterier har potential att ta eld, eller till och med explodera i några mycket sällsynta fall. Risknivån motsvarar dock ungefär den brännbara potentialen för bensin i konventionella fordon, och tillverkarna gör allt de kan för att minska riskerna med batterier:

• Strömbrytare och säkringar kopplar ur batterierna vid kollision
• Flytande eller luftkylningssystem håller batterierna på en säker och sval temperatur
• Flera mindre batterier används, så om man tar eld eller exploderar så isoleras det från de andra

Experter från Volvo säger att vidareutvecklingen kan framtida EVs göras ännu säkrare än bensinbilar.

Våra bästa tre elbilar

Nu när vi vet mer om EV: er, kan vår nästa fråga vara vilken du ska köpa. Nedan finns tre av de populäraste EV: erna på marknaden just nu:

Tesla Model 3

Kanske inte överraskande, den mest sålda elbilen i USA 2018 tillverkades av EV-juggernaut Tesla; över 55 000 av deras Model 3 såldes under hela året. Model 3 är en rymlig sedan som ger dig tillbaka $ 35 000. Standardmodellen har en räckvidd på cirka 210 miles, som kan stöta upp till 310 miles om du väljer batterikapacitet med större kapacitet.

Det kan laddas på en av 9 500 superladdare, som kan fylla ett tomt batteri på drygt en timme. Förutom dess imponerande körsträcka, har bilen en imponerande statistik. Den större batteriversionen har en topphastighet på 140 mph och kan accelerera från 0 till 60 mph på bara 5,1 sekunder.

Inuti är den lika rik på funktioner som du kan förvänta dig av ett Tesla-fordon, inklusive smartphone-anslutning, radarstyrd kryssning och styrhjälp. Faktum är att den hårdvara som krävs för full autonomi är på plats för framtiden när självkörande bilar blir en lagstiftande verklighet. Även om den är futuristisk är Model 3 intuitiv att köra och lika bekväm som din genomsnittliga medelstora sedan.

Chevrolet Bolt EV

Chevrolet kanske kan tänka på lastbilar snarare än elfordon, men deras EV-erbjudande, bult, visade sig vara oerhört populär under 2018.

Denna modell var bland de första att erbjuda förare en rad på mer än 200 miles mellan laddningar (238 miles), och har en rymlig stuga utrustad med en mängd funktioner som standard. Bland dessa finns WiFi-hotspot-funktioner och smartphone-anslutning. Batteriet har en imponerande hög kapacitet på 60 kW och kan laddas vid

Dess topphastighet är något lägre än andra konkurrenter på marknaden och sitter på 93 km / h, men den har samma snabba acceleration som vi har förväntat oss från EVs och kan driva sig från 0 till 60 km / h på 6,5 sekunder. Granskarna rapporterar också livlig hantering och en bekvämt rymlig interiör. Slutligen erbjuder den attraktiva utsidan förarna en sportig känsla som är för ofta reserven för bensinbilar.

Nissan LEAF

Vår lista skulle bara inte vara komplett utan att nämna världens mest sålda EV: Nissan LEAF. Om du undrade är LEAF faktiskt en akronym, står för "Ledande miljövänligt prisvärda familjefordon" - lite av en munfull!

Denna otroligt populära bil kostar under $ 30 000 (ännu mindre när du tar hänsyn till potentiella skattekrediter) och har ett praktiskt intervall på 150 mil per avgift. 2018 såg LEAF få något av en ansiktslyftning, som tappar sin buggliknande yttre - påminner om en Renault Clio - till förmån för en snyggare och mer aggressiv design.

Med denna förändring kom andra; under huven ersätter ett 40 kW batteri den 30 kW komponent som hittades i sin föregångare 2017, vilket ökar hästkraften från 107 till 147 och vridmomentet från 187 till 236 lb-ft. Bilen har också en funktion som heter ProPilot Assist, som ger semi-autonom körning. Bakom rattet kan förarna förvänta sig responsiv acceleration, i kombination med en tyst och förfinad enhet.

LEAF anses ofta vara den bästa vägen för nya EV-förare, eftersom det är ett relativt billigt alternativ, som är konsekvent och pålitligt.