Förutom det miljömässigt uppenbara – inga avgaser och möjlighet att använda klimatneutralt producerad energi, finns det flera tekniska och ekonomiska fördelar med elmotorer om man jämför med en förbränningsmotor.

Bilden ovan: Elmotor till en Zero elmotorcykel. Foto: Zero Motorcycles

Jag föredrar att inte använda begrepp som fossil eller fossilfri eftersom jag upplever det som förringande och begränsande i dessa sammanhang. Även en förbränningsmotor kan ju köras på klimatneutralt producerade bränslen, som till exempel väte, och då endast avge vattenånga som avgaser.

Detta skiljer en elmotor från en förbränningsmotor

En elmotors kraft anges i kW (kilowatt, 1 kW = 1000 watt). Diesel och bensinmotorer angavs tidigare i hästkrafter, men numera används kW även där. 1 kW = 1,36 hästkrafter och 1 hästkraft = 736 watt.

Verkningsgrad

En väsentlig skillnad är dock verkningsgraden. En bensinmotor har en verkningsgrad på cirka 30 procent och en dieselmotor på cirka 40 procent. Det betyder i praktiken att dessa motorer omvandlar mellan 30 och 40 procent av bränslets energiinnehåll till rörelseenergi. Resten blir till värme och ljud.

En elmotor har en verkningsgrad på cirka 98 procent. Det innebär att energiförlusterna är minimala och att nästan all tillförd energi omvandlas till rörelseenergi.

Antalet delar

Ytterligare en skillnad mellan motortyperna är komplexiteten. En bensinmotor på 74 kw (100 hästkrafter) består av hundratals mekaniskt rörliga delar som måste smörjas och kylas. En dieselmotor är ännu mer komplicerad och därmed dyrare att tillverka. I dessa storlekar väger bränslemotorerna som regel kring 100 kg och de kräver dessutom en växellåda på 25-50 kg ytterligare, fyllda med mekanik och hydraulik.

En elmotor som levererar 74 kW behöver ingen växellåda, kan väga 25 kg och bestå av två delar varav en är rörlig. En elmotor behöver ingen olja och har små kylbehov. En elmotor kan dessutom tillfälligt överbelastas ganska rejält. I praktiken innebär det att ett elfordon med 25 kW elmotor tillfälligt kan ta ut 50 kW under en kortare tid, precis som Tesla gör med sitt ludicrous mode.

Elmotorn kan ge tillbaka energi

En annan skillnad är att elmotorn även kan alstra energi. Ser man det utifrån bensinmotorns horisont är det nästan som trolleri. Tänk om en bensinmotor kunde suga i sig avgaserna när du motorbromsar och faktiskt återskapa bensin som fylls på i bensintanken.

I elfordon kallas detta för återladdning och innebär att elmotorn växlar funktion och blir till en generator som faktiskt laddar batteriet genom att omvandla rörelseenergin till likström. Man kan som regel även ställa in hur mycket återladdningen ska bromsa fordonet istället för att slita på bromsarna (som också omvandlar rörelseenergi till värme).

Vridmoment som en oxe eller en gasell

Ytterligare en påtaglig skillnad är de vridmoment som motorerna utvecklar, och då framförallt vid vilka varvtal. Att en bensinmotor kan ge en effekt på 100 kW innebär inte att all effekt ständigt är tillgänglig. Tvärt om är dessa 100 kW ett maxvärde som endast nås vid ett visst varvtal, ofta nära motorns varvtalstopp. I andra änden av skalan, från tomgång och uppåt handlar det om några enstaka kW som stadigt ökar med varvtalet tills max effekt nås.

En elmotor har en betydligt mer jämn effektutveckling över ett större varvtalsområde och ser man till hela effektutvecklingskurvan kan man lite förenklat sammanfatta det som att en 50 kW elmotor många gånger kan motsvara en 100 kW bensinmotor.

Detta är alltså förutom elmotorns möjlighet att tillfälligt överbelastas. Tar man med det i beräkningen kan en 50 kW åtminstone tillfälligt motsvara en bensinmotor på 200 kW.

Så varför överhuvudtaget använda förbränningsmotorer?

Elmotorn är uppenbarligen vida överlägsen förbränningsmotorn på i princip alla punkter. Så varför används inte redan elmotorer överallt där förbränningsmotorer används? Svaret beror framförallt på hur man lagrar och transporterar energin. Något som får bli föremål för granskning i nästa inlägg.