Με αφορμή μία συζήτηση είναι μία καλή ευκαιρία να δούμε τις δυνατότητες που πραγματικά προσφέρουν τα πλήρως ηλεκτρικά αυτοκίνητα και αν έχουν τη δυνατότητα (με την τρέχουσα τεχνολογία) να αντικαταστήσουν χωρίς ιδιαίτερους συμβιβασμούς τα συμβατικά αυτοκίνητα.

Σε ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο θεωρητικά η πέδηση χρησιμοποιείται για τη φόρτιση της μπαταρίας οπότε, εξαιρουμένων των απωλειών, η μόνη ενέργεια που απαιτείται (σε έδαφος χωρίς κλίση) είναι η απόσβεση των αεροδυναμικών αντιστάσεων και της τριβής κύλισης των ελαστικών. Βέβαια καθώς αυξάνεται η ταχύτητα εισέρχονται αεροδυναμικές δυνάμεις (lift, downforce) αλλά θα θεωρήσω ότι η αεροδυναμική του αυτοκινήτου έχει σχεδιαστεί κατά τέτοιο τρόπο ώστε να ισορροπούνται προκειμένου να παρέχει σταθερή και προβλέψιμη πρόσφυση. Ας υπολογίσουμε την ελάχιστη ισχύ κινητήρα (και επομένως και τις ανάγκες σε ενέργεια) για τις λειτουργίες αυτές σε διάφορες μέσες ταχύτητες.

Ώς μοντέλο θα χρησιμοποιήσουμε το Toyota Prius, με drag area 0,58 μ² και βάρος 1500 κιλά. Τα ελαστικά θεωρείται ότι έχουν συντελεστή τριβής κύλισης 0,007 (εξαιρετικά χαμηλό) και ο αέρας πυκνότητα 1,2 kg/m³. Τα αποτελέσματα (εφαρμόζοντας βασικούς τύπους φυσικής: [1],[2],[3]) είναι:

Ταχύτητα (km/h) Αεροδυναμική Ισχύς (KW) Ισχύς Κύλισης (KW) Σύνολο
40 0,47 1,16 1,63
60 1,72 1,79 3,51
80 3,73 2,31 6,04
100 7,68 2,94 10,6

Καθώς η αεροδυναμική αντίσταση αυξάνεται με το τετράγωνο της ταχύτητας (ενώ και η ισχύς εξαρτάται απο την ταχύτητα) γίνεται σαφές ότι οι απαιτήσεις σε ενέργεια αυξάνουν εκθετικά με την ταχύτητα. Για λόγους σύγκρισης να αναφέρουμε ότι με ταχύτητα 140 km/h απαιτούνται σχεδόν 25 KW iσχύος ή αλλιώς 34 ίπποι μόνο για να διατηρεί σταθερή την ταχύτητα του το αυτοκίνητο.

Ας θεωρήσουμε τώρα ότι η συνολική απόδοση ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου απο την μπαταρία στη ρόδα είναι ίση με 80% (οι ηλεκτροκινητήρες έχουν απόδοση περίπου 90%, ενώ οι μπαταρίες Li-ion 80-90%). Μάλιστα, θεωρούμε ότι θα αξιοποιηθεί το σύνολο της χωρητικότητας της μπαταρίας, κάτι το οποίο δε συμβαίνει. Με βάση τα στοιχεία για το Tesla Roadster (ένα ιδιαίτερα εξελιγμένο ηλεκτρικό αυτοκίνητο) η ενεργειακή πυκνότητα των μπαταριών είναι περίπου 0,12 KWh/kg. Απο την άλλη ένα συμβατικό αυτοκίνητο χαμηλής κατανάλωσης και μεγάλου ρεζερβουάρ (παράδειγμα το Golf TSi) έχει τη δυνατότητα να καλύψει απόσταση τουλάχιστον 700 χιλιομέτρων σε όλες τις παραπάνω ταχύτητες (λόγω της χαμηλής κατανάλωσης που προσφέρει ένα κιβώτιο ταχυτήτων, ιδιαίτερα ένα με μεγάλο αριθμό σχέσεων). Θα υπολογίσουμε λοιπόν το βάρος μπαταριών που απαιτείται για την κάλυψη της απόστασης αυτής με ενεργειακές πυκνότητες 0,2 KWh/kg και 0,5 KWh/kg (το οποίο είναι το θεωρητικό όριο στο οποίο μπορεί να φτάσει η τεχνολογία των μπαταρίων λιθίου):

Ταχύτητα (km/h) Πραγματική χωρητικότητα (KWh) Συνολική χωρητικότητα για 700km (KWh) 700 km – 0,2KWh/kg (kg) 700 km – 0,5KWh/kg (kg)
40 2,04 35,66 178 71
60 4,39 51,19 256 102
80 7,55 66,06 330 132
100 13,28 92,93 465 186

Κόστος

Ταχύτητα (km/h) Κόστος (600$/KWh) Κόστος (100$/KWh)
40 21396 3566
60 30714 5119
80 39636 6606
100 55758 9293

Χρήση

Ταχύτητα (km/h) Πραγματική χωρητικότητα (KWh) 15.000 km το χρόνο (KWh) 20.000 km το χρόνο (KWh) 1M οχήματα/ 15.000 km το χρόνο ((GWh)
40 2,04 765 1020 765
60 4,39 1097,5 1463,33 1097,5
80 7,55 1415,63 1887,5 1415,63
100 13,28 1992 2656 1992

Όπως γίνεται εύκολα αντιληπτό ακόμα και με πολύ καλύτερη απόδοση μπαταρίας (0,2 KWh/kg αντί των 0,12 KWh/kg, δηλαδή βελτίωση κοντά στο 70%) απαιτούνται πολύ μεγάλα βάρη προκειμένου ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο να παρέχει αυτονομία παρόμοια με τα συμβατικά σε υψηλές ταχύτητες (με απόδοση 0,12 ΚWh/kg το συνολικό βάρος είναι 775 κιλά για ταχύτητα 100 km/h). Με βάση μάλιστα το κόστος των μπαταριών στο Tesla Roadster (36000$ για 53 KWh) προκύπτει κόστος τουλάχιστον 600$/KWh και συνολικό κόστος 22.000 – 56.000$!. Ακόμα και αν μειωνόταν στα 100$/KWh οι μπαταρίες θα κόστιζαν μεταξύ 4600$ και 9300$, ένα πολύ μεγάλο αρχικό κόστος σε σχέση με τα κόστη των μικρομεσαίων συμβατικών αυτοκινήτων.

Σε ότι αφορά τη χρήση τα μεγέθη είναι αρκετά λογικά και φαίνεται ότι 1 εκ. οχήματα μπορούν να κινηθούν σε ένα χρόνο με ρεύμα 800 – 3.000 GWh. Με δεδομένο πάντως ότι κυκλοφορούν περίπου 4,5 εκ. οχήματα η συνολική ανάγκη είναι περίπου 9.000 – 10.000 GWh. Για λόγους σύγκρισης η συνολική παραγωγή των εργοστασίων λιγνίτη είναι μεγαλύτερη απο 32.000 GWh ενώ ολόκληρη η προβλεπόμενη παραγωγή απο αιολικά το 2020 θα προσεγγίζει τις 20.000 GWh.

Υπο κανονικές συνθήκες στα παραπάνω νούμερα θα πρέπει να προσθέσουμε μία ποικιλία καταναλώσεων όπως:

  • Θέρμανση/ψύξη καμπίνας.
  • Διαχείριση μπαταρίας (στο Τesla Roadster καταναλώνει 146W).
  • Λειτουργία ηλεκτρονικών συστημάτων (εγκέφαλος, ηλεκτρονικά βοηθήματα κτλ).
  • Φώτα τη νύχτα (λαμπτήρες αλογόνου: 55W, φώτα xenon: 35W).

Ενδιαφέρον έχει να ελέγξουμε τα μεγέθη για ένα plug-in Hybrid το οποίο θα έχει τη δυνατότητα να κινηθεί για 50 χιλιόμετρα:

Ταχύτητα (km/h) Πραγματική χωρητικότητα (KWh) Χωρητικότητα για 50 km (KWh) 50 km – 0,2KWh/kg (kg) 50 km – 0,5KWh/kg (kg) Κόστος (600$/KWh)
40 2,04 2,55 13 5 1600
60 4,39 3,66 18 7 2200
80 7,55 4,72 24 10 2800
100 13,28 6,64 33 13 4000

Είναι φανερό ότι τα υβριδικά δείχνουν να είναι πρακτικώς υλοποιήσιμα ενώ τυχόν μείωση του κόστους των μπαταριών θα τα κάνει ακόμα πιο ελκυστικά, με δεδομένη την οικονομία που προσφέρουν. Παρουσιάζουν μάλιστα το πλεονέκτημα ότι μπορούν να αξιοποιήσουν τον κινητήρα εσωτερικής καύσης για διάφορες λειτουργίες οι οποίες είναι ιδιαίτερα ενεργοβόρες σε ένα ηλεκτρικό αυτοκίνητο, με κύριο παράδειγμα τη θέρμανση της καμπίνας των επιβάτων (η οποία αξιοποιεί τις θερμικές απώλειες του κινητήρα).

Ένα PHEV όχημα με μπαταρία 10 KWh φαίνεται ότι μπορεί να καλύψει απόσταση 50 χιλιομέτρων σε όλες τις περιπτώσεις, ενώ αυτή θα έχει βάρος λίγο παραπάνω απο 50 kg, όσο περίπου ζυγίζει ένα γεμάτο ρεζερβουάρ καυσίμων και κόστος 1.000 – 6.000$ (αναλόγως με το κόστος ανά KWh).

Το συμπέρασμα είναι ότι μπορεί τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα να παρουσιάζουν μεγάλα πλεονεκτήματα (πολύ μικρό, αξιόπιστο και απλό κινητήρα, ελάχιστα service, αποφυγή χρήσης πολλών στοιχείων ενός συμβατικού αυτοκινήτου, σταθερή ροπή κλπ) περιορίζονται όμως απο την ενεργειακή πυκνότητα που προσφέρουν οι μπαταρίες και το κόστος τους.

Σημείωση: Για λόγους σύγκρισης να αναφέρω ότι η βενζίνη περιέχει περίπου 9,7 KWh/lt. Ένα ρεζερβουάρ 55 λιτρών δηλαδή περιέχει 530 KWh (με βάρος καυσίμου περίπου 42 kg). Ο κινητήρας εσωτερικής καύσης βέβαια έχει απόδοση περίπου 15-20% (tank-to-wheel) οπότε η διαθέσιμη ισχύς είναι περίπου 80 – 106 KWh, αρκετή για 750 – 1000 χιλιόμετρα με 100km/h.

Ένα άλλο σημαντικό πρόβλημα, τουλάχιστον της τρέχουσας τεχνολογίας μπαταριών είναι τα αποθέματα λιθίου. Η παγκόσμια ετήσια παραγωγή είναι κοντά στους 20.000 τόνους ενώ τα αξιοποιήσιμα αποθέματα είναι 10 – 15 εκατομμύρια τόνοι. Θεωρώντας ότι απαιτούνται τουλάχιστον 150 gr/KWh και ολόκληρη η παγκόσμια παραγωγή χρησιμοποιείται στην παραγωγή αυτοκινήτων, τότε οι μεγιστες τιμές παραγωγής για ηλεκτρικά αυτοκίνητα με μπαταρίες 100 KWh είναι:

  • 1,3 εκ. οχήματα το χρόνο (πωλούνται πάνω απο 70 εκ. οχήματα το χρόνο, δηλαδή απαιτείται παραγωγή 1 εκ τόνων λιθίου το χρόνο).
  • 700 – 1 δις οχήματα συνολικά (κυκλοφορούν περίπου 600 εκ επιβατικά οχήματα παγκοσμίως).

Είναι σαφές ότι η παραγωγική δυνατότητα είναι ένα κλάσμα της συνολικής παραγωγής αυτοκινήτων ενώ η αντικατάσταση του στόλου με ηλεκτροκίνητα είναι σχεδόν αδύνατη (καθώς το λίθιο χρησιμοποιείται και σε άλλες μπαταρίες) με τα διαθέσιμα αποθέματα.

Αντιθέτως, οι παραπάνω τιμές για υβριδικά (με μπαταρία 10 KWh) είναι δεκαπλάσιες, φανερώνοντας ότι η παραγωγή τους είναι πρακτικώς δυνατή.

Σημείωση:

Καθώς το regenerative braking βασίζεται στη ροπή των ίδιων των τροχών (και στον κινητήρα να λειτουργεί πλέον ώς γεννήτρια) είναι δεδομένο ότι η ενέργεια που μπορεί να αποθηκεύσει είναι κατά το μέγιστο 80*80% = 64% (μείον την ενέργεια που χάνεται κατά τη επαναφόρτιση της μπαταρίας) καθώς όπως αναφέρθηκε προηγουμένως η απόδοση απο την μπαταρία στους τροχούς είναι 80% και η ανάκτηση της ενέργειας αυτής ουσιαστικά εκτελεί δύο κύκλους, έναν στην επιτάγχυνση και έναν στην επιβράδυνση (σύν έναν ακόμα όταν θα ξαναχρησιμοποιηθεί). Επομένως, ένα αυτοκίνητο το οποίο εκτελεί πολλές επιταγχύνσεις/επιβραδύνσεις θα απαιτεί ακόμα μεγαλύτερη μπαταρία και αποθηκευμένη ενέργεια προκειμένου να καλύψει συγκεκριμένη απόσταση.

Αν λοιπόν λάβουμε υπόψη μας τα παραπάνω, το γεγονός ότι ο κύκλος φόρτισης/εκφόρτισης ποτέ δε γίνεται στο 100% και στο 0% της χωρητικότητας της μπαταρίας αλλά αντίθετα χρησιμοποιείται το 80-90% και τις ανάγκες ηλεκτρικής ενέργειας για τα λοιπά συστήματα (ηλεκτρονικά, φωτισμός, θέρμανση κτλ) η τελική χωρητικότητα μπαταρίας είναι κοντά στις 110 – 120 KWh:

Συνολική χωρητικότητα για 700km (KWh) 700 km – 0,12 KWh/kg (kg) 700 km – 0,2KWh/kg (kg) 700 km – 0,5KWh/kg (kg) Κόστος (600$/KWh) Κόστος (100$/KWh)
120 1000 600 240 72000 12000

Ειδικά το απαιτούμενο κόστος είναι εντυπωσιακό όπως και το βάρος με βάση την υπάρχουσα τεχνολογία. Σε αυτό πρέπει να προσθέσουμε και το γεγονός ότι οι μπαταρίες χάνουν χωρητικότητα με τον καιρό. Μία λογική χρήση ενός ηλεκτρικού αυτοκινήτου για 5 χρόνια και 15.000 χιλιόμετρα το χρόνο θα οδηγήσει σε χωρητικότητα ίση με το 70% της αρχικής στο τέλος αυτού του διαστήματος με τα ανάλογα αποτελέσματα στην αυτονομία του. Μάλιστα, σημαντικό μέρος της μείωσης αυτής συμβαίνει απο τον πρώτο χρόνο χρήσης του αυτοκινήτου.

Φ/Β

Ενδιαφέρον έχει να ελέγξουμε και τη δυνατότητα υποστήριξης της μπαταρίας απο Φ/Β πάνω στο αμάξι. Με δεδομένες τις διαστάσεις της καμπίνας του Prius η οροφή έχει εμβαδό περίπου 2,5 μ². Τα  Φ/Β έχουν απόδοση γύρω στο 15% ενώ η ακτινοβολία στην Αθήνα είναι περίπου 4,56 KWh/μ² την ημέρα. Θεωρώντας ότι οδηγούμε μόνο τις ώρες υψηλής ακτινοβολίας και μη λαμβάνοντας υπόψη σκιάσεις ή το γεγονός ότι τα πάνελ της οροφής δεν έχουν την ιδανική γωνία σε σχέση με τον ήλιο προκύπτει απόλυτο μέγιστο παραγωγής 0,05KWh/μ² ή 0,12 KWh ανά ώρα οδήγησης:

Ταχύτητα (km/h) Συνολική χωρητικότητα για 700km (KWh) Παραγωγή από Φ/Β Ποσοστό συνολικής χωρητικότητας Παραγωγή ανά μέρα
40 35,66 2,1 5,89 1,7
60 51,19 1,4 2,73 1,7
80 66,06 1,05 1,59 1,7
100 92,93 0,84 0,9 1,7

Στην τελευταία στήλη παρουσιάζεται η μέγιστη δυνατή ημερήσια παραγωγή απο τα πάνελ (αν βρίσκεται το αυτοκίνητο όλη μέρα στον ήλιο). Είναι σαφές ότι τα Φ/Β πανέλ ουσιαστικά έχουν ελάχιστη πρακτική χρησιμότητα σε σχέση με τις ανάγκες κίνησης του αυτοκινήτου, ειδικά αν λάβουμε υπόψη μας την παραγωγή σε πραγματικές συνθήκες (η οποία θα είναι πολύ μικρότερη των παραπάνω τιμών) και το μεγάλο κόστος τους.

Επιτάχυνση

Τέλος, ας επιχειρήσουμε να υπολογίσουμε τις απαιτήσεις ισχύος κινητήρα και χωρητικότητας κατά τις επιταχύνσεις. Για ευκολία θα θεωρήσουμε ότι επιταχύνουμε με 10 km/h ανά δευτερόλεπτο μέχρι τα 100 km/h (δηλαδή σε συνολικό χρόνο 10 δευτερολέπτων). Αν δεν έχω κάνει λάθος στις ολοκληρώσεις της αεροδυναμικής αντίστασης τα αποτελέσματα έχουν ώς εξής:

Ταχύτητα (km/h) Ισχύς Επιτάγχυνσης Ισχύς Τριβής Αεροδυναμική Ισχύς Σύνολο
10 5,8 0,15 0,01 5,96
20 17,39 0,44 0,08 17,91
30 28,94 0,73 0,24 29,91
40 40,53 1,02 0,54 42,09
50 52,13 1,31 1,02 54,46
60 63,72 1,61 1,75 67,08
70 75,27 1,9 2,74 79,91
80 86,86 2,19 4,05 93,1
90 98,45 2,48 5,74 106,67
100 110,05 2,77 7,84 120,66
Σύνολο (KW) 578,8 14,6 24 617,4
Σύνολο (KWh) 0,16 0,004 0,007 0,17
Πραγματική χωρητικότητα 0,214

Όπως φαίνεται οι απαιτήσεις ισχύος είναι πολύ μεγάλες, ιδιαίτερα στις μεγάλες ταχύτητες και το μεγαλύτερο κομμάτι προέρχεται απο την επιτάχυνση του αυτοκινήτου (η οποία απαιτεί μία σταθερή δύναμη της τάξης των 4200 Newton). Για να διατηρήσει το αμάξι την επιτάχυνση σταθερή μεταξύ 90 και 100 km/h απαιτείται να αποδίδει ισχύ στους τροχούς 120,66 KW ή αλλιώς 164 ίππων. Αυτός είναι ο λόγος που οι ρεπρίζ των αυτοκινήτων (60-100 km/h, 80-120 km/h) απαιτούν πολύ μεγάλους χρόνους, ιδιαίτερα συγκρινόμενους με την επιτάχυνση 0-100 km/h. Μάλιστα, τουλάχιστον το κομμάτι των απαιτήσεων λόγω επιτάχυνσης προκύπτει και μέσω του θεωρήματος διατήρησης της κινητικής ενέργειας, δηλαδή δεν μπορεί να μειωθεί περισσότερο απο την τιμή αυτή, ανεξαρτήτως πόσο μικρή είναι η επιτάχυνση.

Παράλληλα, η πραγματική χωρητικότητα που απαιτείται για μία επιτάχυνση 0-100 km/h είναι πάνω απο το 10% αυτής που απαιτείται ώστε να κινηθεί το αυτοκίνητο με σταθερή ταχύτητα 40 km/h επί μία ώρα. Αν η χωρητικότητα μεταφραστεί σε λίτρα βενζίνης (με δεδομένο ότι η απόδοση tank-to-wheel των συμβατικών αυτοκινήτων είναι περίπου 20%) συνεπάγεται ότι απαιτείται σχεδόν 0,1 λίτρο βενζίνης για μία μόνο επιτάχυνση. Είναι λοιπόν σαφές ότι κάθε αλλαγή της ταχύτητας απαιτεί την κατανάλωση σημαντικής ενέργειας, ιδιαίτερα σε μεγάλες ταχύτητες. Μάλιστα, καθώς το regenerative braking περιορίζεται απο την απόδοση battery-to-wheel η ενέργεια που αποθηκεύεται στην μπαταρία δεν μπορεί να είναι μεγαλύτερη απο το 80*80% = περίπου 60% η οποία βέβαια σε κάθε κύκλο επιτάχυνσης – επιβράδυνσης θα έχει επιπλέον απώλειες (3 κύκλοι θα διατηρήσουν μόνο το 25% της αρχικής διαθέσιμης ενέργειας).

Όπως φαίνεται λοιπόν, οι απαιτήσεις σε ισχύ κινητήρα και διαθέσιμη ενέργεια για τις επιταχύνσεις είναι μεγάλες και η ανάκτηση ενέργειας δεν μπορεί να προσφέρει παρά μικρή βοήθεια, ιδιαίτερα σε πολλαπλούς κύκλους επιτάχυνσης – επιβράδυνσης.

Eναλλακτικές τεχνολογίες μπαταριών

Οι διαθέσιμες εναλλακτικές τεχνολογίες στις μπαταρίες περιλαμβάνουν τις εξής περιπτώσεις:

  • Οι μπαταρίες Zebra οι οποίες έχουν χαμηλή ενεργειακή πυκνότητα και υψηλές θερμοκρασίες λειτουργίας.
  • Οι Zinc-Air μπαταρίες οι οποίες έχουν επαρκώς υψηλή ενεργειακή πυκνότητα, άφθονα αποθέματα ψευδαργύρου αλλά δεν είναι επαναφορτιζόμενες. Αντίθετα αυτό που συμβαίνει είναι ότι ο χρησιμοποιημένος ψευδάργυρος (που έχει πλέον αντιδράσει με το οξυγόνο και καταστεί οξείδιο) αντικαθίσταται απο νέες pellets ψευδαργύρου. Το οξείδιο ανακυκλώνεται. Το πλεονέκτημα της διαδικασίας είναι ότι η ‘επαναφόρτιση’ του αυτοκινήτου έχει παρόμοια χαρακτηριστικά (και απαιτεί παρόμοιο χρόνο) με τον ανεφοδιασμό ενός συμβατικού αυτοκινήτου με καύσιμα. Απο την άλλη απαιτείται περισσότερη ενέργεια για την ανακύκλωση απο αυτή που χρησιμοποιείται στο αμάξι.
  • Οι μπαταρίες Aluminium-Air οι οποίες έχουν εξαιρετικά μεγάλη ενεργειακή πυκνότητα (1,3 KWh/kg πρακτική και 6-8 KWh/kg θεωρητική). Κατά συνέπεια μία μπαταρία 120 ΚWh θα ζύγιζε λιγότερο και απο το αντίστοιχο ντεπόζιτο βενζίνης. Απο την άλλη οι μπαταρίες δεν είναι επαναφορτιζόμενες (ακολουθείται η ίδια διαδικασίας όπως στις Zinc-Air) ενώ φαίνεται να είναι πολύ μακριά ακόμα απο εμπορική χρήση.

Μία πρακτική περίπτωση

Απο τα παραπάνω συνάγεται ότι το πλήρως ηλεκτρικό αυτοκίνητο είναι ακόμα πολύ μακριά απο πλευράς κόστους και βάρους, κυρίως λόγω της διαθέσιμης τεχνολογίας μπαταριών. Η λύση που είναι πιο κοντά στην πραγματικότητα είναι ένα plug-in hybrid με μπαταρία περίπου 10 KWh ώστε να έχει τη δυνατότητα ηλεκτρικής κίνησης για τουλάχιστον 50 χλμ (τυπικές ημερήσιες απαιτήσεις απο ένα αυτοκίνητο πόλης). Η κίνηση του θα γινεται απο κατάλληλο ηλεκτροκινητήρα ενώ παράλληλα θα διαθέτει και ένα μικρό και απλό βενζινοκινητήρα ο οποίος θα παρέχει μόνο ρεύμα (μέσω γεννήτριας) για την κίνηση του οχήματος και τη φόρτιση των μπαταριών. Κατ’ αυτόν τον τρόπο το αυτοκίνητο θα απολαμβάνει τα πλεονεκτήματα (σταθερή ροπή, υψηλή απόδοση, απλότητα) του ηλεκτροκινητήρα ενώ θα συνεχίζει να είναι αυτόνομο χωρίς μεγάλες απαιτήσεις σε μπαταρίες και θα μπορεί να χρησιμοποιεί τον βενζινοκινητήρια για λειτουργίες όπως η θέρμανση της καμπίνας χωρίς απαιτήσεις για περίπλοκες συνδέσεις, κιβώτιο ταχυτήτων κτλ. Το μειονέκτημα είναι ότι επειδή ο βενζινοκινητήρας θα χρησιμοποιείται για την παροχή ενέργειας θα απαιτείται να παρέχει τουλάχιστον 10% περισσότερη ισχύ σε σχέση με αυτή που χρειάζεται για την κίνηση του οχήματος (λόγω της μεσολάβησης του ηλεκτροκινητήρα) με συνέπεια αρκετά συμβατικές καταναλώσεις βενζίνης (αν και θα απολαμβάνει το πλεονέκτημα του regenerative braking για ανάκτηση ενέργειας). Παρόλα αυτά, καθώς ο κινητήρας θα λειτουργεί χωρίς να μεσολαβεί κιβώτιο ταχυτήτων και στο πλέον αποδοτικό φάσμα στροφών και ροπής οι επιπλέον αυτές ανάγκες θα ισοσκελίζονται απο την αποδοτικότερη λειτουργία του (σε σχέση με ένα συμβατικό όχημα). Έτσι, στην περίπτωση αυτή θα θεωρήσουμε ότι η απόδοση του βενζινοκινητήρα βρίσκεται στα επίπεδα του 20 – 22% (αντί για 18%). Τα νούμερα τα οποία προκύπτουν είναι τα εξής:

Ταχύτητα (km/h) Πραγματική χωρητικότητα (KWh) Χωρητικότητα για 100 χλμ Τελική Χωρητικότητα Κατανάλωση lt / 100 χλμ
40 1,8 4,5 5,5 2,8
60 3,9 6,5 7,5 3,8
80 6,7 8,4 9,5 4,8
100 11,8 11,8 13 6,5
140 27,8 19,9 21 10,5

Η τελική χωρητικότητα υπλογίζεται προσθέτοντας επιπλέον 1 KWh στο μέγεθος που προκύπτει για κάθε επίπεδο ταχύτητας (για την κάλυψη επιταγχύνσεων, διαχείρισης μπαταρίας, επιπλέον ηλεκτρικών αναγκών κτλ). Φαίνεται ότι ένας κινητήρας ισχύος 30 KW (40 ίππων) είναι επαρκής αν και η κατανάλωση του βρίσκεται στα επίπεδα ενός αποδοτικού συμβατικού αυτοκινήτου. Βλέπουμε λοιπόν ότι δεν υπάρχει μαγική λύση λόγω των αναγκών σε ισχύ που προκύπτουν απο την ίδια τη φυσική και του επιπέδου της τεχνολογίας των μπαταριών.

Ταχύτητα (km/h)

Πραγματική χωρητικότητα (KWh)

Συνολική χωρητικότητα για 700km (KWh)

700 km – 0,2KWh/kg (kg)

700 km – 0,5KWh/kg (kg)

40

2,13

37,19

186

74,38

60

4,73

55,13

276

110,25

80

8,29

72,52

363

145,03

100

14,8

103,6

518

207,2