Elektrisõiduk on sõiduk, mis kasutab liikumiseks elektrit. Selle rattaid liigutavad elektrimootorid. Elektrisõidukite energiat saab salvestada akudesse, kasutada otse kütuseelementidest tekkinud elektrit või toita sõidukit juhtme kaudu (nt trollibussid ja elektrirongid).

Lühike ajalugu

Elektrisõidukid olid üks esimesi, mis ei kasutanud hobuse- ega inimjõudu. Elektrironge ja -autosid hakati ehitama 1830. aastatel ning 1900. aastate alguses oli elektriautosid rohkem kui bensiinimootoriga autosid. Kuid bensiini- või diiselmootoriga autod muutusid enamiku viimase 100 aasta jooksul kõige levinumaks autoliigiks, peamiselt tänu madalamatele kuludele, pikemale sõiduulatusel ja massitootmisele (nt Ford Model T) ning juurdepääsule odavale naftale.

Tehnoloogia areng, keskkonnateadlikkus ja akude efektiivsuse paranemine on 21. sajandil toonud elektrisõidukid uuesti laiemasse kasutusse. Tänapäeval on turul nii väikeautodest ja bussidest kui ka veokitest elektrilisi mudeleid ning tuntud arenguetapid on olnud näiteks hübriidsõidukite levik, liitiumioonakude laialdasem kasutuselevõtt ning täiselektriliste sõidukite kommertsialisatsioon (näiteks 2000.–2010. aastate populaarsemad mudelid ja Tesla mudelid, mis näitasid, et elektriautod võivad pakkuda ka suuremat sõiduulatust ja paremat jõudlust).

Tüübid

  • Täiselektrilised sõidukid (BEV) – sõidukid, millel puudub sisepõlemismootor ja mis töötavad ainult akudest võetava elektriga.
  • Pistikhübriidid (PHEV) – varustatud nii sisepõlemismootori kui ka suurema mahutavusega akuga, mida saab laadida välisest allikast; võimaldavad lühikesi vahemaid elektrirežiimis.
  • Hübriidsõidukid (HEV) – kombineerivad sisepõlemismootorit ja elektrimootorit; akut pigem laaditakse regeneratiivselt ja mootoriga, mitte väljast laadides.
  • Kütuseelemendiga sõidukid (FCEV) – kasutavad vesinikku ja kütuseelementi elektri tootmiseks sõiduki jõuülekande jaoks; väljalaskeks on peaaegu ainult vesi.
  • Erisõidukid ja väikemudelid – elektrilised tõstukid, golfikärud, e-rulad, elektrijalgrattad ja -tõukerattad.

Peamised komponendid

  • Akud – tavaliselt kasutatakse liitiumioontehnoloogiat, aga ka NiMH ja vanemate rakenduste puhul pliihappeakusid; aku määrab sõiduulatusi ja laetavuse.
  • Elektrimootor – võib olla alalisvoolu- või vahelduvvoolumootor (induktsioon- või püsimagnet-sünkroonmootor); vastutab jõu edastamise eest ratastele.
  • Elektrijuhtimine ja inverter – muundavad akude pinge ja juhivad mootori kiirust ning pöördemomenti.
  • Laadimissüsteem – sisseehitatud laadija AC-laadimiseks ja/või DC kiirlaadimise võimalus läbi pistiku.
  • Regeneratiivpidurdus – tagasi võetakse osa kineetilisest energiast ja salvestatakse akusse, pikendades sõiduulatust.

Laadimine ja taristu

Laadimine jaguneb tavaliselt kolmeks tasemeks:

  • AE (kodune) laadimine – aeglasem AC-laadimine (nt 3–22 kW), sobib igapäevaseks laadimiseks öösel.
  • Ava- või töökoha laadimine – kiirem AC- või aeglane DC-laadimine avalikus/erakohas.
  • DC kiirlaadimine – väga kiire laadimine kõrge võimsusega (50 kW ja rohkem), sobib pikamaasõitudeks; laadimiskiirus sõltub akust ja laadimisprofiilist.

Laadimisühendused ja standardid (Type 2, CCS, CHAdeMO, Tesla Supercharger jpt) erinevad regiooniti ja tootjate lõikes. Taristu arendamine (rohkem avalikke laadijaid, kiiremad võrgud) on elektrisõidukite laiemaks levikuks võtmetähtsusega.

Eelised ja puudused

  • Eelised: nullheitmed sõidukist (kohapeal), madalamad hoolduskulud (vähem liikkuvaid osi), vaiksem töö, parem energiatõhusus ja võimalik madalam energiakulu kilomeetri kohta.
  • Puudused: piiratum sõiduulatus võrreldes mõne bensiinautoga, pikem laadimisaeg võrreldes tankimisega, kõrgem esialgne soetusmaksumus (kuigi see väheneb) ning akude tootmise ja materjalide (nt lämmastik, kobalt, liitium) keskkonna- ja eetilised küsimused.

Kasutusalad

Elektrisõidukeid on juba ammu kasutatud mõnel erijuhtumil, näiteks hoonesiseselt kasutatavad kahveltõstukid, golfikärud, trollibussid või teatavad sõidukid, mida kasutatakse lennujaamas lennukite ümber. Lisaks sellele leiab elektrilisi lahendusi:

  • linna- ja maakonnaliinide bussid ning trammid;
  • taksod ja linnalogistika — kuller- ja pakiautod;
  • raskemad veokid ja transpordiautomaadid (põllumajandus, ehitus, kaubaveod) — järjest rohkem arendusi elektri- ja hübriidsüsteemide suunas;
  • raudtee — elektrirongid ja hübriidkonfiguratsioonid; samuti kasutatakse elektrienergiat ka õhusõidukite ja laevade hübriidlahendustes;
  • isiklikud kaks- ja kolme-rattalised sõidukid — elektrijalgrattad, -mootorrattad, tõukerattad;
  • spetsiaalsed terminali- ja sadamamasinad ning tööstusseadmed.

Keskkonnamõju ja tulevik

Elektrisõidukite roll õhu kvaliteedi parandamisel on oluline, sest nad vähendavad sõidukist lähtuvat kohalikku saastet (saastet) ja müra. Kogu elutsükli keskkonnamõju sõltub aga suuresti sellest, millisest allikast pärineb elektri tootmiseks kasutatav energia. Kui elekter on pärit taastuvatest allikatest, on kasu tuntavam. Akude tootmine ja lagunemine nõuavad aga ringluse, taaskasutuse ning jätkusuutlike mineraalide hankimise lahendusi.

Tulevikusuundumused hõlmavad akutehnoloogia paranemist (nt suurema energiatihedusega akud ja tahkisakud), laiemat kiirlaadimise infrastruktuuri, sõidukite energiavõrkudega integreerimist (V2G — vehicle-to-grid) ja elektrifitseerimist ka raskemas transpordis. Poliitikameetmed, toetused ja kliimaeesmärgid kiirendavad üleminekut elektrilisele liikuvusele.

Kokkuvõte

Elektrisõidukid on mitmekesine rühm sõidukeid, mis kasutavad liikumiseks elektrit ning pakuvad mitmeid eeliseid keskkonna ja kasutuskulude seisukohalt. Kuigi esinevad väljakutsed nagu laetavus, infrastruktuur ja akude tootmise mõjud, liiguvad tehnoloogia ja poliitika arengud selle poole, et elektrisõidukid muutuksid kättesaadavamaks ja säästvamaks igapäevaseks transpordiks.