Elektrikli araba 101

~~~~~ Hybrid nedir? ~~~~~

Elektrikli ve benzinli/dizel motorun aynı anda kullanıldığı araçlara hybrid araç deniyor. Hybrid araçlar, Hybrid ve Plug-in Hybrid olarak ikiye ayrılıyor.

Hybrid: İçinde ufak bir pil olan (max 1-2 kWh) araçlar. Bu pil büyük oranda regenerative braking (ne olduğunu aşağıda açıkladım) sayesinde şarj oluyor. Arabanın ilk kalkışı gibi yüksek miktarda benzin harcanan durumlarda elektrik motoru kullanılıyor, bu sayede yakıt tasarrufu sağlanıyor. (Şehir içinde şehir dışı yakıt oranı yakalama şekli). Ayrıca pil doluysa düşük hızlarda da elektrik motoru ile gidiyor. Bu araçlarda elektrik/benzin motoru seçimi tamamen otomatik, pil bitene kadar sadece elektrik motoru ile gideyim gibi manuel bir seçim yapamıyorsun.
Hybrid araç diyince akla ilk olarak Toyota Prius geliyor. Ama Toyota artık bütün modellerin hybrid versiyonlarını da üretiyor. Özellikle Yaris’lerin şehir içi benzin tüketimi baya düşük sanki… İngiltere’de çok fazla Toyota Prius taksi var (Nerdeyse gördüğüm bütün Uber taksiler Prius). Bu düşük benzin tüketimi göstergesi olabilir 🙂

Plug-in Hybrid Vehicle (PHEV): Pil kapasitesi hybride göre daha fazla oluyor ve kablo ile şebekeye bağlanarak şarj ediliyor. Genelde 20-30 mil kadar gidebilecek kapasitede pilleri oluyor. Pil bitene kadar sadece elektrik motoru çalışıyor, şarj azalınca/bitince benzin motoru otomatik devreye giriyor. Ama sadece elektrikle gideyim ya da şu an sadece benzinle gideyim, şehir içine girince elektrik motorunu kullanacağım falan gibi türlü türlü cinlikler yapabiliyorsunuz. Haliyle benzin tüketimi baya düşüyor, ne kadar düştüğü ise pilleri şarj edip elektrik motorunu ne kadar fazla kullandığınıza bağlı.
Hatta gereksiz bir bilgi olarak bu araçların benzin depoları diğer araçlara göre daha özel. Depodaki benzin uzun süre kullanılmayınca buharlaşıyor ve basınç artıyor. Bu gazı dışarıya salmak AB kriterlerine göre yasak onun için hem depo daha sağlam yapılıyor hem de biriken bu gazı kullanacak extra bir sistem var.
Mitsubishi Outlander PHEV burada çok yaygın. Kocaman jip ama elektrik motoru sayesinde ufacık benzin tüketimi var… Elektrikli araç devriminde geri kalmamak için çoğu otomotiv firması en azından PHEV araç üretmeye başladı. Mercedes ve BMW’nin PHEV modelleri var, genelde şirket aracı olarak elektrikli araç kullanıyoruz reklamı yapmak için tercih ediliyor… Toyota Prius’ların yeni modelleri PHEV. VW’de son dizel skandalından sonra çoğu modelinin PHEV versiyonlarını piyasaya sürdü.

~~~~~ Pil kapasitesi ve menzil ~~~~

Elektrikli arabaların pilleri hybridlere göre çok çok daha büyüktür. Örnek vermek gerekirse şu an için en yaygın elektrikli arabalardan, Nissan LEAF’in 24kWh ve 30kWh, Renualt ZOE’nin 22kWh ve 40 kWh pil kapasiteli modelleri var. Arabanın fiyatı arttıkça pil de büyüyor 🙂 Tesla’ların 100kWh modelleri var mesela… Ama teknoloji çok hızlı ilerlediği için pil fiyatları da hızla düşüyor.

Pil genelde arka koltuğun ve arabanın altında olacak şekilde dizayn ediliyor. Teknik detayından çok emin değilim ama pil tek parça değil, modüllerden oluşuyor. Nissan Leaf’te 48 modül ve her modülde 4 pil hücresi (30 cm x 20 cm x 1 cm) varmış. Pilin toplam ağırlığı 300 kg.

Menzil ise hava durumuna göre ve sürüş stiline göre birazcık farklılık gösteriyor. Nissan LEAF 24, dolu batarya ile rahatlıkla kışın 70, yazın 80 mil yapar. Leaf 30 ise, 100 milin üzerine çıkıyor. Forumlarda insanlar Renault ZOE 40 ile kışın 140, yazın 160 mil yaptıklarını söylüyor.

Burada önemli bir ayrıntı var, klima da enerjisini bataryadan aldığı için klima açılırsa (soğutma veya ısıtma) bu değerler %10-15 düşer. Ama yeni model arabalarda heat pump gibi teknolojiler kullanılarak klimaların enerji tüketimleri azaltılıyor.

~~~~~ Şarj – Opsiyonlar ve süre ~~~~~

Elektrikli arabalar için 3 çeşit şarj seçeneği var.

* Verdiğim şarj olma süreleri Nissan LEAF 24’e göre süreler. (Kağıt üzerinde 24kWh batarya ama kullanılabilir 22kWh civarında, 2kWh’lik kısmını pil ömrünü uzatmak için kullandırtmıyor)

1-) Bildiğin prize bağalayabilirsin (AC Level 1)

En yavaş yöntem. İngiltere’de prizler 10A ve 2.4kW elektrik veriyor. Kabaca bir hesapla 8-9 saatte boş pil tamamen dolar.

2-) Şarj cihazına bağlayabilirsin (AC Level 2)

Hızlı şarj (Fast charge) deniyor. Otoparklardaki şarj cihazları genelde 7kW elektrik veriyor (Daha hızlıları da var). Evlerdeki şarj cihazları ise eve gelen elektrik hattının kalitesine bağlı.
Ayrıca arabadaki şarj ünitesinin kalitesine göre şarj hızı artar. Mesela Nissan LEAF için 3.3kw veya 6.6kW’lik iki değişik şarj ünitesi opsiyonu var. 3.3kW ile ortalama 5 saatte tamamen dolan pil, 6.6kW ile 3 saatte falan doluyor.

3-) Rapid Charger (DC Level 3)

Çok hızlı şarj eden şarj cihazları. 50kW elektrik veriyor. Otobanlardaki dinlenme tesislerinde oluyor, 24 veya 30kWh bataryalı bir arabayı yarım saatte %80’e falan çıkarıyor. Nissan bayilerinde ve şehir içerisinde merkezi noktalarda da var. Şarj cihazı çok pahalı ve yüksek akım hattı gerektirdiği için çok yaygın değil.

~~~~~ Şarj – Araba / Soket girişleri ve kablolar ~~~~~

Şarj soketi girişi olarak Type-1 ve Type-2 denilen iki değişik giriş var.
Nedense(!) bazı arabaların şarj girişi Type-1, bazılarının Type-2.

1-) AC Level 1 / bildiğin prize bağlamak için EVSE denilen kablo gerekiyor. Bir ucu 3 üçlü priz girişi (İngiltere prizleri 3 üçlü), bir ucu araba girişi (Type-1 veya Type-2)

Resimdeki Nissan Leaf için Type-1 EVSE kablosu

2-) AC Level 2 / şarj cihazlarının girişleri her zaman Type-2 olur.
Dolayısıyla bazı arabaların şarj kabloları Type-1 to Type-2, bazılarının Type-2 to Type-2

* EVSE ve bu kablo genelde sıfır arabalarda standart olarak gelir.

3-) DC Level 3 / Rapid charger için işler biraz karışıyor. Yine nedense (!) İki değişik rapid charger standardı var haliyle bazı arabalar CHAdeMO, bazıları CCS kullanıyor. Bu durum zaten az olan rapid charger seçeneğini iyice azaltıyor. CHAdeMO Japon işi, CCS ise Amerika ve Avrupa standardının karması olan yeni bir sistem. Şu an için Nissan LEAF ve Mitsubishi Outlander PHEV elektrikli araba ortamını domine ettiği için çoğu rapid noktası CHAdeMO ama cihazlara CCS çıkışı da ilave etmeye başladılar.
Rapid chargerların üzerlerinde kendi özel kabloları oluyor, bunlar için ayrı bir kablo taşımaya gerek yok.

~~~~~ Vites ve tork ~~~~~

Elektrik motoru direk olarak dingile bağlı. Elektrikli arabalarda vites falan yok 🙂 Direct Drive diyorlar. Dolayısıyla tepki süresi çok hızlı ve arada vites kutusu vs olmadığı için ayağınızın ucunda çok fenalı bir tork var. Gaza basınca araba hızlanıyor! Hızlanıyor derken hakkaten hızlanıyor – Kalkışlarda falan koltuğa yapıştırıyor gerekirse.
Motora ve tekerlere bir anda çok fazla güç verebiliyorsunuz, bu da pili çabuk bitiriyor tabi. İçinizdeki apaçiyi dizginlemek için arabalara “ECO” seçeneği koyuyorlar. Eco tuşuna basınca torku ve hızlanmayı birazcık limitliyor. Sanırım %20 azaltıyor.

~~~~~ Regenerative Breaking System ~~~~~

Türkçesi nedir bir fikrim yok onun için TDK daha fantastiğini bulana kadar “geri kazanımlı frenleme” diyorum 🙂
Ayağınızı gazdan çektiğiniz anda elektrik motoru terse dönmeye başlıyor, direnç göstererek elektrik üretiyor ve pili şarj etmeye başlıyor. (Bisikletlerde dinamo vardı… bildin onu) Ne kadar çok direnç gösterirse o kadar çok elektrik üretir. Nissan LEAF’lerde bu frenleme 2 kademeli. Az veya çok olsun şeklinde ayarlayabiliyorsunuz. Tesla, BMW i3 veya yeni model diğer arabalarda bu geri kazanım miktarını o kadar çok arttırabiliyorsunuz ki, gazdan ayağınızı çektiğiniz anda fren lambaları yanıyor. O derece yavaşlatıyor arabayı yani… ‘Single pedal driving’ diyor arkadaşlar buna. Tek pedalla araba kullanırım, keyfime bakarım…

~~~~~ Bakım ~~~~~

İçten yanmalı motor yok, ısınan bir yer yok, motor yağı yok, radyatör yok, vites-vites kutusu yok. Dolayısıyla, bakım yapılacak en kritik nokta frenler var. Regenerative Breaking System’den dolayı frenler de benzinli arabalara göre daha az aşınıyor.
Elektrik motorunu söküp bakım yapıp tekrar toplama gibi fantastik bir durum da yok 🙂
Sonuç olarak bakım masrafları benzinli arabalara göre çok çok düşük…

~~~~~ Estetik ~~~~~

Elektrikli arabaların görünüşleri o ilk akla gelen konsept, futuristik, uzay gemisi gibi değil. Sürtünmeyi azaltmak için gereken ufak tefek tasarım aksiyonları dışında bildiğin arabalar gibi görünüyorlar. Elektrikli araba çirkin olur algısı biraz yıkıldı.
Şekil olsun diye yapılan bazı hareketler de var tabi ama böyle hareketler genel olarak bütün arabalarda olabiliyor. Kia Soul’daki beyaz jant ve beyaz tavan mesela. BMW i3’un tipi komple bir enteresan, arka kapı ters yönde açılıyor. Nissan LEAF’te önden bakınca hafiften kurbağayı andırıyor gibime geliyo 🙂
Elektrikli modellerin en belirgin özelliği öndeki soğutma ızgaralarının olmayışı. Motorun içinde bir şey yakılmadığı için ısınmıyor, onun için böyle bir soğutma olayına gerek yok. Ayrıca, sürtünmeyi de azaltmak için arabaların önüne ızgara yapmıyorlar.

BMW i3 – Kapı açılış

~~~~~ Sürüş keyfi ve sessiz motor ~~~~~

Sürüş keyfi inanılmaz. Elektrik motoru çalışırken benzin motoru gibi titremiyor ve gürültü yapmıyor.
Arabada motor titreşimi ve gürültüsü olmadığı için araba yolda gitmiyor, kayıyor gibi hissediyorsunuz. Araba resmen akıyor akıyor 🙂
Vites-tork ve regenaretive fren sistemi meselesinden dolayı araba güçlü ve hassas. (Hassas derken ingilizce bilenler için ‘responsive’ demek istedim aslında). Yani gaza basınca hakkaten gidiyor. Bırakınca da yavaşlıyor. Alışana kadar biraz garip geliyor ama alışınca, bir de en önemlisi gürültüsüz ve titreşimsiz olduğu için çok rahat yolculuk ediyorsunuz.

~~~~~ Güvenlik ~~~~~

Benzinli arabalardan hiç bir eksiği yok. Fazlası var 🙂
Arabada 15-20 litre benzin taşımıyorsunuz. (Filmlerdeki araba patlama sahneleri azalacak)
Batarya ağır ve arabanın altında olduğu için arabanın ağırlık merkezi çok alçak. Bu da takla atma riskini çok düşürüyor. (Tesla’ları çarpışma testlerinde deviremiyorlar mesela)
Arabanın önünde kocaman bir motor yok.
Bunlardan dolayı Euro NCAP gibi testlerde yüksek puan alıyorlar.

~~~~~ Otonom teknoloji ~~~~~

Aslında otonom sürüş konusu apayrı bir konu ama elektrikli arabalar ve özellikle Tesla sayesinde bu teknoloji bir anda çok hızlı gelişmeye başladı. Mesela son model Tesla’lar tamamen otonom sürüş için gerekli donanım (kameralar, sensörler…) üzerlerinde hazır takılı şekilde satılıyor. Şu an yazılımı geliştiriyorlar ve gerekli yasal izinleri aldıktan sonra arabalar bi anda kendi kendine gitmeye başlayacak. Bilim kurgu filmi gibi geldi di mi? Değil! Tesla, 1-2 yıl içinde araçlarının tamamen otonom olabileceğini açıkladı (:O)

Nissan, 2020’deki LEAF modelini tamamen otonom çıkaracağını açıkladı ve Londra yollarında testlere başladı. İnternette tanıtım videolları var, gazetecileri falan normal trafikte otonom araçlarla gezdirdiler. 2020’ye kadar bu testlerde kullandıkları ekipmanları geliştirmeyi planlıyorlar. Yani seri üretim için ekipmanları ucuzlatmayı ve enerji tüketimini azaltmayı. Yaptıları otonom prototip LEAF’te 4-5 tane sağlam enerji harcayan bilgisayar var, arabanın genel menzili düşürüyor tabi.

~~~~~ Devlet desteği, teşvikler ~~~~~

Çoğu gelişmiş(!) ülke elektrikli araba devriminde geri kalmamak için bu teknolojiye yatırım yapıyor, devlet teşviği sağlıyor.

~~~~~ TESLA ~~~~~

Bu noktada Tesla için ayrı bi başlık açtım, hatta Tesla arabaları farklı bir yazıda daha detaylı anlatacağım çünkü elektrikli araba deyince ilk akla gelen araba Tesla. Ve Tesla, elektrikli arabalar içinde gerek donanımı, gerek fiyatı ile ayrı bi klasman. Ama kısaca 80-100 kwh civarında pil kapasiteleri ve 200-250 mil menzilleri var.

Yukarda bahsettiğim şarj yöntemleri haricinde Tesla’nın kendi şarj istasyonları ağı var. Evet adamlar kendi şarj istasyonlarını kuruyor, çünkü yaygın olan mevcut şarj ağı Tesla için yetersiz kalıyor. Yetersiz derken kastettiğim, araba’nın üzerindeki teknoloji şu an yaygın olan teknolojinin çok üzerinde. Dolayısıyla Tesla arabalar çok çok daha hızlı şarj olabiliyor. Onun için çok çok daha hızlı şarj edebilecek şarj cihazlarıyla kendi şarj networkleri var. Tesla Süper Charger deniyor. Bu arada düşük teknoloji şarj networkunu de kullanabiliyorlar tabi…

Arabalar cep telefonu gibi sürekli internetten yazılım indirerek güncelleniyor. Kendi kendine öğreniyor (AI). Otonom sürüş için sürekli kendi kararlarını ve sürücünün yaptıklarını karşılaştırıyor. Öğrendiği bilgiyi diğer arabalarla paylaşıyor. Swarm intelligence diyorlar buna – Sürü/küme zekası gibi bişi sanırım Türkçesi…

Kısaca, elektrik araba teknolojisinin öncüsü bu araçlar. Arabanın konsolu tamamen dokunmatik ekran ve arabalarda teknik anlamda daha neler neler var 🙂 Onun için detaylı Tesla incelemesi başka yazıya…

Tesla Model S, 3, X yanyana – Buradaki kelime oyununa dikkat… bir sonraki model Y olacak 🙂