Електрически автомобили: как теглото влияе на разхода и пробега

Теглото влияе директно върху разхода на енергия и съответно върху пробега на електромобилите. Ефектът е най-силен при ускорения и изкачвания, а при движение с постоянна скорост е по-слаб. Данни и примери от хомологацията WLTP и измервания на пътя показват в какви граници се променя потреблението.

Във физиката „тегло“ е сила, а правилният термин за сравненията при автомобилите е маса, измервана в килограми. Колкото е по-голяма масата, толкова повече енергия е нужна за ускоряване и за преодоляване на съпротивлението при търкаляне. Маса влияе и при намаляване на скоростта: по-тежкият автомобил има повече кинетична енергия и при еднаква спирачна система ще спира по-трудно. При електромобилите регенеративното спиране може да върне повече енергия при по-голяма маса, но според изложеното резултатът пак е по-висок краен разход.

Най-голямата загуба идва в града и при ускорения.

При движение с постоянна скорост влиянието на масата намалява, особено при по-високи скорости, където аеродинамичното съпротивление става водещо. В пример с MG S5 EV са измерени разходи при фиксирани скорости (70, 90, 110 и 130 км/ч) от 11,6; 14,4; 18,0; 22,8 кВтч/100 км, като те са близки до теоретичните стойности.

Когато теглото се увеличи теоретично със 100 кг (5,5%), се отчита допълнителен разход от 0,4 кВтч/100 км при 70 км/ч (3,2%) и 90 км/ч (2,5%). При 110 и 130 км/ч ефектът е по-малък — 0,3 кВтч/100 км (1,9% при 110 км/ч и 1,5% при 130 км/ч). При намаляване на масата със 100 кг, потреблението пада в диапазона от 2,6% до 1,4%, като при 130 км/ч са посочени 22,5 кВтч/100 км.

По-показателна за реалното каране е нормата WLTP, тъй като включва много ускорения. При сравненията са използвани примери с допълнително оборудване, което не променя аеродинамиката или ефективността на задвижването.

При Skoda Enyaq 85 Plus с допълнителни опции и +95 кг се посочва +0,6 кВтч/100 км и -18 км WLTP пробег. При Volkswagen ID.7 добавка от около 30 кг води до +0,3 кВтч/100 км в цикъл Medium (44,5 км/ч) срещу +0,1 кВтч/100 км в цикъл High (60,8 км/ч), а в смесения WLTP цикъл — +0,2 кВтч/100 км и -7 км WLTP пробег.

От данни за хомологация се отбелязва, че измерима промяна на разхода обикновено липсва под 5 кг добавена маса, въпреки че физически ефект има още от първите грамове.

Опции и килограми: кои натежават най-много

Част от опциите добавят малко маса и ефектът върху WLTP е ограничен. За аудиосистема с повече говорители се посочва малко над 5 кг, което се измерва като +0,1 кВтч/100 км и -1 км WLTP. При Renault 5 e-Tech зимен пакет от 3 кг е свързан с -1 км пробег. По-тежки пакети също се срещат: при Skoda пакет Maxx (head-up дисплей, масажна седалка, аудио Canton) добавя 25 кг, с +0,1 кВтч/100 км и -5 км.

Сред по-тежките опции е сваляемият теглич, посочен с маса около 17–18 кг, което води до -3 до -4 км пробег. За електрически теглич при BMW iX3 е посочено +0,2 кВтч/100 км и -7 км, като в текста се прави оценка, че допълнителната маса е около 30 кг. Сравнено е и с панорамен стъклен покрив при същия SUV — +0,1 кВтч/100 км и -3 км.

Панорамният стъклен покрив обикновено добавя 15–25 кг според изолацията и наличието на моторизирани елементи. Средно е даден ефект +0,2 кВтч/100 км и -5 км WLTP. Термопомпата е посочена с типично тегло около 15 кг, което в WLTP се свързва с -2 до -3 км.

При хомологацията терморегулацията е изключена, въпреки че е вторият по големина консуматор в електромобил. Затова в реални условия панорамният покрив може да повиши разхода заради по-голямо натоварване на климатизацията през лятото и отоплението през зимата. Обратно, термопомпата може да намали зимната свръхконсумация при дълги пътувания, което може да компенсира влиянието на собственото ѝ тегло.

Даден е и пример за „екстремен“ товар: 210 кг (трима възрастни по 70 кг) биха довели до +1,5 кВтч/100 км в смесен цикъл.

Когато масата идва с други промени

Не всяко увеличаване на масата води до по-висок разход, ако паралелно се променя задвижването. Пример е Skoda Elroq: версия 85 е по-тежка със 142 кг (2 069 срещу 1 927 кг), но според данните показва по-нисък разход — 15,3 срещу 15,9 кВтч/100 км. Причината е различна силова система, включително електромотор APP550 с 286 к.с., посочен като по-икономичен от APP310 с 204 к.с.

Обратният пример е версията с двойно задвижване: Skoda Elroq 85x има +77 кг, но +0,9 кВтч/100 км и -32 км, тъй като има допълнителен консуматор при някои режими.

При електрическите комбита е описано, че формата може да влоши аеродинамиката и да добави към ефекта от масата: Mercedes CLA Shooting Brake (+20 кг) е с +0,5 кВтч/100 км, BMW i5 Touring (+50 кг) — +0,9 кВтч/100 км, а Audi A6 e-tron Avant е с +0,9 кВтч/100 км, въпреки че официално има само +10 кг. Посочено е, че при A6 e-tron Avant коефициентът на челно съпротивление се влошава спрямо седана — Cx 0,24 срещу 0,21.

Отделно се подчертава влиянието на джантите, тъй като са маси в ротация. При сходни маса и размер се наблюдава +0,2 кВтч/100 км и -5 км при преминаване само с един цол нагоре.

По WLTP в смесен цикъл средно се отчита +0,4 кВтч/100 км на всеки 50 кг, което означава около -11 км пробег. Обобщено като правило, това е около 22 км по-малко пробег на всеки 100 кг.

При автомобили с ДВГ увеличаването на масата води до по-висок разход и емисии: +100 кг се свързват средно с +0,3 л/100 км и +8 г/км CO₂. Посочва се и влияние върху консумативите като спирачки и гуми, както и върху пътното поведение според разположението на масата, което може да увеличи и цената заради нужда от по-развити компоненти.