לפני שמתחברים לשקע: מילון הרכב החשמלי שיעשה לכם סדר

מאת: זוהר שטיינברג, כתב רכב-חדש בגליל

החלטתם לרכוש רכב חדש – מזל טוב – רק שאתם מתלבטים בין רכב בנזין המוכר לכם או חשמלי ולהתקדם לעתיד , אתם נכנסים לאולם תצוגה ושואלים: ״כמה הרכב נוסע?״ בתשובה אתם מקבלים קילוואט, קוט״ש, טעינה תלת פאזית וסוללת ליתיום. רציתם מכונית, יצאתם עם תחושה שנרשמתם לקורס חשמלאים, אז בואו נעשה סדר, מאחורי המונחים האלה מסתתרות שאלות פשוטות: כמה כוח יש לרכב, כמה רחוק הוא ייסע, כמה זמן תימשך הטעינה וכמה יעלה להשתמש בו.

המנוע מסובב, הסוללה אוגרת

מנוע חשמלי הופך אנרגיה חשמלית לתנועה באמצעות שדות מגנטיים החלק הקבוע נקרא סטטור, ובתוכו מסתובב הרוטור, הסיבוב מועבר לגלגלים באמצעות מערכת תמסורת. במנוע בנזין, לעומת זאת, שרפת דלק מניעה בוכנות שמסובבות את גל הארכובה.

למנוע חשמלי אין נפח בסמ״ק מפני שאין בו צילינדרים, לכן השאלה ״זה מנוע 1,600 או 2,000?״ אינה מתאימה כאן, הנתונים הרלוונטיים הם ההספק, המומנט ויעילות מערכת ההנעה.

מערכת ההנעה כוללת יותר מהמנוע. הסוללה מאחסנת אנרגיה, ממיר ההנעה מתאים את החשמל להפעלת המנוע ותמסורת הפחתה מעבירה את הסיבוב לגלגלים, מערכות בקרה וקירור מנהלות את פעולת המכלולים.

ברוב החשמליות אין תיבת הילוכים מרובת יחסים כמו בבנזין, אבל עדיין יש גלגלי שיניים, מיסבים ורכיבים שדורשים בדיקה ותחזוקה. אין החלפת שמן למנוע בנזין שאינו קיים אך מכאן ועד ״לא צריך מוסך״ המרחק גדול.

סוג המנוע משתנה בין דגמים, מנוע עם מגנטים קבועים מציע יעילות גבוהה אך משתמש במגנטים ובחומרים שעלותם ואספקתם חשובות. מנוע השראה יוצר את השדה המגנטי ברוטור באמצעות השראה חשמלית ואינו זקוק למגנטים קבועים ברוטור. מנוע סינכרוני מעורר חשמלית משתמש בסלילים ליצירת השדה ברוטור ומאפשר להימנע ממגנטים קבועים במחיר של מורכבות נוספת.

אין סוג מנוע שמנצח בכל מצב. לקונה חשוב יותר לבדוק את הביצועים, הצריכה והאחריות של המכונית השלמה ופחות להתרשם משם הטכנולוגיה לבדו.

קילוואט וקוט״ש: דומים בשם אך שונים במשמעות,

הספק מתאר את קצב ביצוע העבודה. מודדים אותו בקילוואט או בכוחות סוס, גם בבנזין וגם בחשמלי אלה אינן יחידות השייכות לסוגי מנועים שונים ואפשר להציג כל אחד מהם בשתי היחידות.

לדוגמה, הספק של 150 קילוואט שווה לכ־204 כוחות סוס מטריים. ההספק משפיע על פוטנציאל הביצועים אבל התאוצה תלויה גם במשקל, באחיזה ובניהול הכוח. כדאי לבדוק גם אם הנתון המפורסם הוא הספק שיא שאינו זמין בהכרח ברציפות.

מומנט הוא כוח הסיבוב ונמדד בניוטון מטר בשני סוגי ההנעה. מנוע חשמלי מסוגל לספק מומנט משמעותי כבר במהירות סיבוב נמוכה ולכן התגובה עשויה להיות מיידית. עם זאת, השוואת מומנט מנוע בלבד אינה מספיקה כדי לקבוע איזו מכונית תאיץ מהר יותר גם יחסי ההעברה והמשקל משפיעים.

קוט״ש, (קילוואט שעה,( הוא כמות אנרגיה, זה הנתון שמתאר כמה אנרגיה הסוללה יכולה לאגור. ההקבלה השימושית בבנזין היא גודל המכל בליטרים אבל זו הקבלה בתפקיד בלבד, אי אפשר להמיר קוט״ש לליטרים ולהסיק מכך ישירות מה יהיה הטווח.

קיבולת ברוטו ונטו הן הקיבולת הכוללת והקיבולת הזמינה לשימוש. למשל, סוללה יכולה להכיל 64 קוט״ש בסך הכול שמתוכם 60 זמינים לנהיגה. לחישוב הטווח משתמשים בקיבולת השימושית. (המספרים כאן הם להמחשה בלבד(.

צריכת חשמל מוצגת בדרך כלל בקוט״ש ל־100 קילומטרים בדומה לליטרים ל־100 קילומטרים בבנזין. ככל שהנתון נמוך יותר, הרכב צורך פחות אנרגיה לאותו מרחק. בדקו אם הנתון כולל הפסדי טעינה, החשמל שנרכש מהעמדה אינו בהכרח זהה לכמות האנרגיה שנוספה לסוללה.

כמה רחוק נוסעים באמת?

טווח רשמי הוא תוצאה של בדיקה בתנאים מוגדרים. תקן הבדיקה מאפשר להשוות בין מכוניות אך אינו מבטיח שתגיעו לאותו מרחק בכל נסיעה. גם בבנזין, צריכת המעבדה אינה בהכרח הצריכה שלכם.

מהירות גבוהה, רוח נגדית, צמיגים, מטען ועליות משפיעים על הצריכה.ברכב חשמלי גם מזגן, חימום וקירור הסוללה משתמשים באנרגיה ולכן ההשפעה גדולה יותר. משאבת חום עשויה להפחית את צריכת החשמל לחימום בתנאים מתאימים אבל אינה מבטלת את השפעת הקור.

הנה חישוב שאפשר לעשות לבד. נניח שיש בסוללה 60 קוט״ש שימושיים והצריכה היא 18 קוט״ש ל־100 קילומטרים. מחלקים 60 ב־18 ומכפילים ב־100. התוצאה היא כ־333 קילומטרים אם משתמשים בכל האנרגיה הזמינה.

אבל אם יוצאים ב־80% טעינה ורוצים להגיע עם 10%, משתמשים ב־70% מהקיבולת בלבד: 42 קוט״ש. באותה צריכה מתקבלים כ־233 קילומטרים. אם הצריכה עולה ל־22 קוט״ש ל־100 קילומטרים, הטווח באותו חלון טעינה יורד לכ־191 קילומטרים.

זו דוגמה חשבונית ולא תחזית לרכב מסוים לתכנון נסיעה מוסיפים מרווח ביטחון ומתחשבים בתנאי המסלול.

בלימה רגנרטיבית מאפשרת למנוע לפעול כגנרטור בזמן האטה ולהחזיר חלק מהאנרגיה לסוללה. בבנזין רגיל, חלק גדול מאנרגיית ההאטה הופך לחום בבלמים. המערכת מועילה אך אינה מחזירה את כל האנרגיה שהושקעה בעלייה. הירידה מצפת אינה תחנת כוח פרטית.

טעינה: המספר שעל העמדה אינו הבטחה

הספק טעינה מתאר את קצב העברת האנרגיה ונמדד בקילוואט, אין לבלבל בינו לבין הספק המנוע. לרכב יכול להיות מנוע בהספק 200 קילוואט ומטען פנימי שמוגבל ל־11 קילוואט אלה שני נתונים שונים לחלוטין.

טעינת זרם חילופין, המכונה גם טעינת AC נפוצה בבית ובחניונים. המטען הפנימי ברכב ממיר את החשמל לזרם ישר המתאים לסוללה לכן צריך לבדוק גם את יכולת המטען ברכב ולא רק את הספק העמדה.

טעינת זרם ישר המכונה טעינת DC מבצעת את ההמרה מחוץ לרכב ועוקפת את המטען הפנימי. זו הטכנולוגיה המקובלת בעמדות טעינה מהירות, בניגוד לתדלוק בנזין קצב הטעינה עשוי להשתנות משמעותית לאורך העצירה.

חד פאזי ותלת פאזי מתארים את אספקת החשמל ואין להם מקבילה ישירה במכונית בנזין. בתנאים המתאימים, חיבור חד־פאזי בזרם של 32 אמפר מאפשר הספק של כ־7.4 קילוואט, חיבור תלת־פאזי בזרם של 16 אמפר בכל פאזה מאפשר כ־11 קילוואט.

אלא שהרכב, העמדה והתשתית צריכים לתמוך בכך, רכב שמוגבל לטעינה חד פאזית לא ינצל אוטומטית את מלוא ההספק של עמדה תלת פאזית. גם צריכת הבית וניהול העומסים יכולים להגביל את הטעינה. לפני רכישת עמדה, חשמלאי מוסמך צריך לבדוק את ההתאמה ואת התשתית.

מתח וזרם נמדדים בוולט ובאמפר יחד הם משפיעים על ההספק. במערכת זרם ישר, הכפלת המתח בזרם נותנת את ההספק. מתח גבוה יותר יכול לאפשר העברת אותו הספק בזרם נמוך יותר, אך הכיתוב ״800 וולט״ אינו מבטיח טעינה מהירה בכל עמדה, צריך לבדוק את התאמת העמדה ואת יכולות הרכב.

עקומת טעינה מתארת כיצד ההספק משתנה לאורך הטעינה. שיא של 200 קילוואט עשוי להיות זמין רק בחלק ממנה. טמפרטורת הסוללה, אחוז הטעינה, מגבלות העמדה וחלוקת ההספק בין מכוניות משפיעים על התוצאה.

לכן כדאי לשאול כמה זמן נמשכת טעינה מ־10% ל־80% ובאילו תנאים נמדד הנתון. בדגמים התומכים בכך, הכנת הסוללה לטמפרטורה המתאימה לפני ההגעה לעמדה עשויה לשפר את קצב הטעינה.

לחישוב זמן, נניח שצריך להוסיף לסוללה 42 קוט״ש, אם ההספק הממוצע שנכנס אליה הוא שבעה קילוואט נדרשות כשש שעות. בממוצע של 70 קילוואט נדרשות כ־36 דקות.

בדוגמה הזאת ההספק מוגדר לאחר הפסדים ולכן אין להוסיף אותם שוב. בפועל צריך להביא בחשבון גם התחברות ולעיתים המתנה. הטעינה בדרך כלל מאטה כשהסוללה מתקרבת למילוי ולכן מעבר מ־80% ל־100% אינו בהכרח ״עוד כמה דקות״.

מה יש בתוך הסוללה?

תא ליתיום־יון כולל אנודה, קתודה, אלקטרוליט ומפריד. בלי להיכנס לשיעור בכימיה: האלקטרודות משתתפות באגירת האנרגיה ובשחרורה, האלקטרוליט מאפשר תנועת יונים והמפריד מונע מגע ישיר בין האלקטרודות.

תאים רבים מחוברים למארז הסוללה בחלק מהתכנונים הם מאורגנים במודולים ובאחרים משולבים ישירות יותר במארז. מערכת ניהול הסוללה עוקבת אחר מצבה ומערכת הקירור או החימום מסייעת לשמור על תנאי עבודה מתאימים.

סוללות LFP ו־NMC הן שתי משפחות של סוללות ליתיום יון. הראשונה משתמשת בקתודה המבוססת על ברזל ופוספט, והשנייה על ניקל, מנגן וקובלט.

באופן כללי לסוללות LFP יתרונות בעלות ובעמידות למחזורי שימוש ואילו סוללות NMC יכולות לאגור יותר אנרגיה ביחס למשקל אבל הכימיה אינה כל הסיפור: תכנון המארז, הקירור והניהול חשובים מאוד אין להסיק ממנה לבדה מה יהיה הטווח או אורך החיים ואין להעתיק הוראות טעינה מדגם אחר.

בריאות הסוללה היא מצבה ביחס למצבה המקורי, היא אינה אחוז הטעינה שמופיע בצג. סוללה יכולה להציג 100% טעינה גם כשיכולת אגירת האנרגיה שלה פחתה עם השנים.

ברכב משומש כדאי לבקש בדיקת סוללה מתאימה. באחריות צריך לקרוא את מגבלת השנים והקילומטרים, את סף הקיבולת המכוסה ואת התנאים. גם הזמן, הטמפרטורה ואופן השימוש משפיעים על הזדקנות הסוללה.

יצרן הרכב אינו בהכרח יצרן תאי הסוללה . בין השחקניות בענף נמצאות קאטל, בי־וואי־די, אל־ג׳י אנרג׳י סולושן, פנסוניק, סמסונג אס־די־איי ואס־קיי און. גם בתוך אותו מותג יכולים להיות ספקים וסוגי סוללות שונים בהתאם לגרסה ולמועד הייצור. שם מוכר של ספק אינו מחליף בדיקת מפרט ואחריות לרכב המסוים.

איך מחשבים אם חשמלי מתאים לכם?

נתחיל בעלות הנסיעה, המחירים הבאים נועדו להמחשת החישוב בלבד ואינם תעריפים עדכניים מאומתים.

נניח שהרכב צורך מהסוללה 18 קוט״ש ל־100 קילומטרים ויעילות הטעינה היא 90%. כדי להשלים את האנרגיה הזאת צריך לרכוש כ־20 קוט״ש.

במחיר לדוגמה של 70 אגורות לקוט״ש, העלות היא 14 שקל ל־100 קילומטרים. במחיר לדוגמה של 2.50 שקלים לקוט״ש בעמדה ציבורית, העלות היא 50 שקל.

מולו, רכב בנזין שצורך שישה ליטרים ל־100 קילומטרים, במחיר לדוגמה של שבעה שקלים לליטר, יעלה 42 שקל לאותו מרחק. כלומר, באותן הנחות, טעינה ביתית חוסכת כסף וטעינה ציבורית יקרה דווקא עולה יותר.

בחישוב שלכם השתמשו בתעריף שבחשבון החשמל ובמחיר המופיע באפליקציית העמדה. בדקו גם דמי חניה, התחברות או שהייה. אם אתם משלבים טעינה ביתית וציבורית, חשבו מחיר ממוצע לפי כמות החשמל שתרכשו בכל אחת מהן.

ומה לגבי מחיר המכונית? בנסועה של 15 אלף קילומטרים בשנה, ההפרש בין 42 ל־14 שקל ל־100 קילומטרים מסתכם ב־4,200 שקל בשנה באנרגיה. אם החשמלית יקרה ב־20 אלף שקל, חלוקה פשוטה נותנת כ־4.8 שנים להחזרת פער הרכישה באמצעות החיסכון באנרגיה בלבד.

אבל זה עדיין אינו חשבון הבעלות המלא. צריך להוסיף התקנת עמדה, מימון, ביטוח, טיפולים, צמיגים, אגרות וירידת ערך .( דגש על ירידת ערך!).

בלי הנתונים האלה אי אפשר להבטיח איזו מכונית תהיה המשתלמת יותר.

לפני החתימה, ענו לעצמכם על חמש שאלות:

כמה קילומטרים אתם נוסעים ביום ובשנה?

היכן תטענו בפועל ומה תעשו כשהעמדה אינה זמינה?

האם הטווח מתאים למסלול שלכם, עם מרווח ביטחון?

האם הגרסה המדויקת תומכת בהספקי הטעינה שאתם צריכים?

מה העלות הכוללת לפי הצעות רכישה, ביטוח, התקנה ותחזוקה שקיבלתם?

מי שיש לו טעינה זמינה וזולה ונוסע בקביעות עשוי למצוא בחשמלית פתרון נוח וחסכוני. מי שנוסע מעט, משלם תוספת רכישה גבוהה או תלוי בעמדות ציבוריות יקרות צריך לבדוק היטב גם בנזין והיברידי.

המכונית המתאימה היא זו שמשתלבת בחיים שלכם, אם צריך לשנות את כל החיים כדי להצדיק אותה, כדאי לעשות עוד חשבון לפני שעושים הזמנה.

מצ"ב מילון מונחים שיסביר לכם קצת יותר את הכתוב והמלצה שלי תמיד לבדוק לפני קניה , לבדוק הסטוריה של הרכב, ירידת ערך , אחזקה וכו… כי לא בטוח שלחסוך 3,000 ₪ בשנה על דלק שווה הפסד של 60,000 בירידת הערך .

מילון הרכב החשמלי והשוואה לבנזין ולדיזל

המושגים המרכזיים והדרך למדוד צריכה ועלות נסיעה

כל המספרים הם להמחשה בלבד, לחישוב טווח משתמשים בצריכה המתאימה למסלול ולתנאים שלכם ומשאירים מרווח ביטחון. מדידה לאורך כמה תדלוקים או טעינות מועילה יותר ממדידה בודדת.

וכמו שאני תמיד אומר: ״אין חבר נאמן יותר מנסיעת מבחן״.