Az autó mozgásba hozásához és mozgásban tartásához energiára van szükség. A sík úton egyenletesen haladó autónak a kerekek gördülési ellenállását, a saját alkotóelemeinek belső súrlódását és a légellenállást kell legyőznie.

Ezek közül a villanyautók esetében a belső súrlódás a csekély számú alkatrész és áttétel miatt szinte elhanyagolható, a sebességtől alig függ. A gördülési ellenállás kis értékű és a sebességgel együtt egyenletesen növekszik. Ennél lényegesen nagyobb feladat a légellenállás, amely a sebesség növekedésével növekvően emelkedik, egy másodfokú hatványfüggvény szerint. Azaz kétszer nagyobb sebességhez négyszeres légellenállás, háromszoroshoz kilencszeres légellenállás tartozik.

A villanyautó a hagyományossal ellentétben álló helyzetben nem fogyaszt energiát, hiszen nem mozog, nem forog semmi, tulajdonképp nincs is bekapcsolva, mint pl. egy tévé. A készenléti állapot, mint a tévénél, itt is elenyésző. A villanyautó városban lassan megy és lassításkor a mozgási energiáját visszaalakítja elektromos energiává, ezért ott nagyon keveset fogyaszt, mert kicsi a légellenállás. Országúton vagy autópályán drasztikusan nő az áramfogyasztás, mert a többszörös sebesség miatt akár meg is tízszereződhet a légellenállás, amely végül elfogyasztja a tárolt energiát.

Azaz lassan járj, tovább érsz!

Az energiafogyasztást itt is, márcsak megszokásból, 100 km megtételére számítjuk, de a villanyautóknál ez nem kémiai, hanem elektromos energia, így Wh vagy kWh a mértékegysége. Ugyanúgy mérjük, mint otthon a villanyóránál, hiszen a villanyszámlát is az elfogyasztott kWh energia után fizetjük.

Egy átlagos ötajtós kompakt villanyautónak (pl. Nissan Leaf) a városi fogyasztását könnyen lehet 10 kWh/100 km alatt tartani, míg autópályán a 20-30 kWh/100 km is reális lehet. A nagyobb, nehezebb autónak (pl. Tesla Model S) 20-40 kWh/100 km körüli a fogyasztása.

Ezek az értékek a fizikai törvényekből adódnak, korszerűbb, jobb formájú autóval, kisebb súrlódású alkatrészekkel lehet valamelyest csökkenteni, de nagyságrendileg nem.

A hétköznapi használatban nyugodtan lehet átlagosan 15 kWh/100 km értékkel kalkulálni, a 10 alatti kifejezetten jó fogyasztás, a 40 fölötti pedig már nagyon soknak számít.

Vegyük észre, hogy ez tulajdonképpen egy erő-jellegű mennyiség, azaz pontosan mutatja, hogy átlagosan az utunk során mekkora erőt kellett kifejtenünk a helyváltoztatáshoz az adott átlagsebesség, így adott ellenállások mellett.

A villanyautó a benne tárolt energiát nagyon jó hatásfokkal alakítja mozgássá, így kicsi a veszteség. Nincs hulladékhő, ezért a fűtésről külön kell gondoskodni. Mivel az elektromos hajtómotor nagyon jól szabályozható, ezért a gyorsulás és a mindenkor rendelkezésre álló nyomaték, amely a kifejthető vonóerőt határozza meg, sokkal kedvezőbb a hagyományos autókhoz képest. Bár az akkumulátor csomag tömege tekintélyes és emiatt a villanyautó rendszerint nehezebb kategóriatársainál, mégis sokkal kedvezőbbek a menettulajdonságai. Folyamatosan, megtorpanás vagy hullámzás nélkül egyenletesen húz és gyorsít, késlekedés nélkül követi az akaratunkat, hiszen nincsenek benne felesleges áttételek és a forgó mozgást közvetítő szerkezetek. Emiatt nincs zaj és vibráció sem. Az alacsonyan fekvő súlypontja meglepő stabilitást biztosít.

A villanyautó tehát minden szempontból jobb a hagyományos autónál, eltekintve az elektromos energia tárolásának módjától, amelyből szárazik az összes hátránya. Azaz a nagyobb tömeg, a korlátozott hatótáv, a hosszabb időt igénybe vevő energia-utánpótlás és a magasabb ár.

Ezen kérdések megoldásának is fizikai korlátai vannak. Ma még nem ismert olyan elektromos energia tárolási eljárás, amely nagyságrendileg kedvezőbbé tudná tenni ezeket az adatokat, bár a kutatások biztatóak. Sajnos tény, hogy a benzinhez képest pontosan két nagyságrenddel kisebb a tárolható energiasűrűség, azaz az 1 kg hordozóra számított kémiai vagy elektromos energia. A mai korszerű akkuk sem érik még el az 1 kWh/kg értéket, míg a benzinből 1 kg ennek százszorosával képes felrobbanni és minden szétvetni és felégetni (mechanikai és hő energia) maga körül.

Ennek ellenére már mai is van használható, sőt mi több, az összes jelenlegi autónál is jobb villanyautó a Tesla Model S személyében, amely a közel fél tonnányi akkujával mégis el tud menni majdnem félezer kilométert és a saját töltőjéről majdnem egy óra alatt tele is tankolható. A technikai bravúrt jól jellemzi, hogy itt nem százszoros hátrányról, hanem egyenrangú versenyképességről beszélhetünk. Az egyre újabb akku technológiák és/vagy elektromos energia-közvetítő rendszerek (pl. kettős folyadékos töltéstárolás, hidrogén reakcós cella, stb.) azonban hamarosan minden téren versenyképessé teszik a villanyautót.

A villanyautó tehát megtanít számolni bennünket és megtanít a fizika néhány fontos törvényére a kinematika és a dinamika tudományterületéről. Javasoljuk, nézzük át az általános iskolai felsős fizikakönyvet, hiszen az út, az idő, a sebesség, a gyorsulás, a tömeg, az erő, a munka és az energia, valamint a teljesítmény fogalmai segítenek majd nekünk abban, hogy ne fogyjunk ki az elektronokból időnek előtte és a ma még kevés töltőpont ellenére bátran használjuk a villanyautót, hiszen ha jól számolunk, mindig pontosan fogjuk tudni, hogy hova, mikor és milyen feltételekkel tudunk eljutni. Tessék elhinni, a fizika nem fog kimaradni, csak legfeljebb mi nem számoltunk jól, ha végül mégis “fekve marad” a gép az országúton és konnektor után kell néznünk…