نحو 26 ميلًا، عن آخر 10 mph وحدها. هذه هي الفجوة بين سيدان كهربائية تسير على 70 والسيارة نفسها على 80، مقيسة عبر مئات الآلاف من الرحلات الحقيقية لا عبر دورة مختبرية. الفيزياء وراءها بسيطة ولا ترحم، لكن الاستنتاج الذي يستخلصه معظم الناس منها خاطئ: في السيارة الكهربائية، القيادة السريعة ليست في الأساس مشكلة مال. إنها مشكلة وقت.
الأرقام المقيسة
نشرت Geotab أرقام مدى بحسب سرعة السير مستمدة من تليماتية أساطيلها: 350,000 رحلة من 500 سيدان كهربائية و2.8 مليون رحلة من 2,000 فان كهربائي، أي أكثر من 550,000 ساعة قيادة إجمالًا. كلا النوعين يحمل بطارية سعتها 65 kWh، والأرقام أدناه أُخذت عند 86°F.
| سرعة ثابتة | سيدان كهربائية | فان كهربائي |
|---|---|---|
| 50 mph | 277 ميلًا | 143 ميلًا |
| 60 mph | 251 ميلًا | 121 ميلًا |
| 70 mph | 226 ميلًا | 103 أميال |
| 80 mph | 200 ميل | 88 ميلًا |
| الخسارة من 50 إلى 80 | 28 بالمئة | 39 بالمئة |
عمود الفان هو الأكثر إثارة للاهتمام. البطارية نفسها والطريق نفسه، ومع ذلك يخسر إحدى عشرة نقطة مئوية إضافية من مداه عبر نطاق السرعة نفسه. لا شيء في نظام الدفع يفسر ذلك. الشكل يفسره: الجسم الأعلى والأكثر تسطحًا له مساحة أمامية أكبر ومعامل جر أسوأ، فتشكّل الديناميكا الهوائية حصة أكبر من حمله الإجمالي ويعضّ قانون التربيع بقوة أشد.
لماذا قانون التربيع، ولماذا ليس القصة كلها
الجر الهوائي يرتفع مع مربع السرعة. ولأن القدرة هي القوة مضروبة في السرعة، فإن القدرة اللازمة للتغلب على الجر ترتفع مع المكعب. المدى يعتمد على الطاقة لكل ميل لا على القدرة، والطاقة لكل ميل تتبع المربع.
طبّق هذا النموذج بسذاجة من 70 إلى 80 mph وسيتنبأ بهبوط كبير. فالطاقة لكل ميل ينبغي أن ترتفع بنسبة مربّعي السرعتين، نحو 1.31، أي أن مدى 226 ميلًا ينبغي أن يهبط إلى قرابة 173.
الرقم المقيس هو 200. النموذج يبالغ في التنبؤ بنحو 30 ميلًا، والسبب يستحق الفهم: الجر جزء فقط من الحمل. مقاومة التدحرج ثابتة تقريبًا لكل ميل أيًا كانت السرعة. وتبريد المقصورة والأضواء والإلكترونيات تسحب القدرة وفق جدولها الخاص. هذه المكونات تخفف من حدة قانون التربيع.
النتيجة أن الديناميكا الهوائية ليست حصة ثابتة من ميزانية طاقتك. عند 50 mph هي جزء متواضع من الإجمالي؛ وبحلول 80 mph تهيمن على كل ميل إضافي في الساعة. لهذا ينحدر منحنى المدى بحدة متزايدة كلما أسرعت بدلًا من الهبوط في خط مستقيم، ولهذا تكلف آخر 10 mph دائمًا أكثر من الـ10 التي قبلها.
السرعة تتفوق على الحرارة، وبفارق كبير
يقع اللوم على الطقس البارد في مدى السيارات الكهربائية، وفي الشتاء يستحق كثيرًا منه. أما عند سرعة الطريق السريع في الطقس الدافئ فلا.
خلص التحليل نفسه إلى أن سرعة القيادة يمكن أن تكون العامل الأكبر منفردًا في خسارة المدى، وأن الجر الهوائي عند السرعات الأعلى في الأجواء الحارة يؤثر في المدى تأثيرًا يفوق كثيرًا تبريد المقصورة. كلما أسرعت، قلّت أهمية درجة الحرارة نسبةً إلى الطاقة المطلوبة لمجرد الحفاظ على تلك السرعة.
عدم التماثل هنا بنيوي. التكييف أقرب إلى سحب ثابت: إنه يستهلك القدرة نفسها تقريبًا عند 50 mph وعند 80، فبوصفه كسرًا من طاقتك لكل ميل هو يتقلص فعليًا كلما أسرعت. الجر يفعل العكس. إطفاء التكييف لتوفير المدى على طريق سريع حار هو تحسين للحد الخطأ في المعادلة.
الانقلاب الذي يحمله معهم سائقو البنزين
كل من قاد سيارة احتراق لسنوات يحمل قاعدة تقريبية: استهلاك الطريق السريع أفضل من استهلاك المدينة. إنها مطبوعة على كل ملصق مواصفات. في السيارة الكهربائية تنقلب هذه القاعدة، والانقلاب يباغت الناس في أول رحلة طويلة.
| سيارة احتراق | سيارة كهربائية | |
|---|---|---|
| متوقفة في الزحام | تحرق الوقود في وضع الخمول | لا تستهلك شيئًا تقريبًا |
| الكبح | الطاقة الحركية تضيع حرارة | جزء كبير منها يُسترد |
| ثبات على 80 mph | عقوبة الجر نفسها | عقوبة الجر نفسها |
| أين تبدو في أفضل حالاتها | الطريق السريع | المدينة |
الديناميكا الهوائية متطابقة بين الاثنتين. المختلف هو خط الأساس الذي تُقارَنان به. سيارة البنزين تضع سقفًا منخفضًا جدًا في المدينة حتى إن الطريق السريع يجاملها. والسيارة الكهربائية قريبة من أفضل أدائها النظري في المدينة، فالطريق السريع هو حيث لا مكان لها للاختباء.
لهذا أيضًا يضلل رقم EPA المدمج في الرحلات الطويلة. إنه يمزج دورة مدينة ودورة طريق سريع، والقيادة الطويلة السريعة ليست أيًا منهما. الفخ نفسه يوقع تقدير اللوحة، الذي يُبنى عادة من قيادتك الأخيرة: أسبوع من التنقل الحضري ينتج رقمًا واثقًا متفائلًا تهدمه أول ساعة على الطريق السريع بهدوء.
أين تقع الكلفة فعلًا: الوقت لا المال
تناولنا نسخة البنزين من هذا السؤال في هل تستحق القيادة على 80 بدل 70 العناء، حيث خرجت الإجابة رقمًا ثابتًا من الدولارات مقابل كل ساعة وقت مستردة. الكهرباء رخيصة بما يكفي لأن يعطي الحساب نفسه في السيارة الكهربائية رقمًا صغيرًا. الفاتورة الحقيقية تصل من مكان آخر.
خذ رحلة طولها 220 ميلًا في السيدان أعلاه، ببطارية ممتلئة عند الانطلاق.
- عند 70 mph: المدى 226 ميلًا، فلا تحتاج الرحلة إلى توقف للشحن. زمن القيادة نحو 3 س 09 د.
- عند 80 mph: يهبط المدى إلى 200 ميل، فتحتاج الرحلة الآن إلى توقف. زمن القيادة ينخفض إلى 2 س 45 د، لكن توقف شحن سريع واقعيًا مدته 25 دقيقة شاملًا الخروج من الطريق والعودة إليه يضع الوصول عند نحو 3 س 10 د.
الجولة الأسرع وفّرت 24 دقيقة قيادة وأنفقت 25 دقيقة شحنًا. إنها تصل متأخرة دقيقة، بعد أن استهلكت طاقة أكثر وانتباهًا أكثر في الطريق.
الأرقام تعتمد على الافتراضات، ويجب التصريح بها: انطلاق ببطارية ممتلئة، واستعداد للوصول بشحنة منخفضة، وشاحن في موضع مناسب. غيّر المسافة تتغيّر الإجابة معها. لكن الشكل العام يصمد. المدى والسرعة يتقايضان على منحنى، ووقت الشحن دالة درجية. متى دفعتك سرعة أعلى فوق حافة إحدى الدرجات، انقلب الحساب ضدك، ولا قدر من السرعة الإضافية يستعيده.
وهناك أثر من الدرجة الثانية يزيد الأمر سوءًا. الشحن يتباطأ بشكل ملحوظ كلما امتلأت البطارية، فآخر جزء من التعبئة هو الأبطأ. التوقف الذي لم تكن تحتاجه ليس مجرد توقف إضافي؛ إنه باهظ الثمن بالدقائق بشكل غير متناسب.
ماذا تفعل بهذا كله
الخطوة المفيدة ليست الزحف. بل معرفة مواضع الدرجات على مسارك أنت، وهذا يعني معرفة استهلاكك أنت من الطاقة لكل ميل عند سرعة سير ثابتة بدل رقم ملصق ممزوج.
الحصول عليه بسيط. حافظ على سرعة واحدة في مقطع مستوٍ، وسجّل المسافة المقطوعة والطاقة المستهلكة خلال الفترة نفسها، ثم اقسم. تكرار ذلك عند سرعتين يخبرك بميل منحناك الخاص، وهو الرقم الذي يتنبأ فعلًا بالرحلة الطويلة.
في جانب المسافة من هذا القياس، عداد الرحلات عبر GPS هو الأداة الصادقة. عداد مسافات السيارة يعد دورات العجلة مقابل محيط إطار مخزَّن ويقرأ عادة زيادة بنسبة 1 إلى 3 بالمئة، كما نغطي في هل عداد المسافات لديك دقيق، والمسافة المتضخمة تجامل رقم كفاءتك بهدوء. عداد المسافات GPS يسجل المسافة مستقلًا عن السيارة، وعداد السرعة المباشر يعرض السرعة الأرضية الحقيقية التي تحافظ عليها فعلًا، وهي على معظم اللوحات أقل بميل أو اثنين مما يدّعيه المؤشر.
الخلاصة
السيدان الكهربائية تتخلى عن 28 بالمئة من مداها بين 50 و80 mph، والفان يتخلى عن 39، لأن الجر يتضاعف مع مربع السرعة وشكل الجسم يقرر كم يمثل ذلك من الحمل. الخسارة المقيسة ألطف مما يتنبأ به نموذج هوائي صرف، لأن مقاومة التدحرج والملحقات لا تتبع المربع، لكن المنحنى يزداد حدة كلما أسرعت، وآخر 10 mph هي الأغلى دائمًا.
في الطقس الدافئ عند سرعة الطريق السريع، تهيمن السرعة على الحرارة، فالتكييف ليس ما ينبغي إطفاؤه. ولأن السيارة الكهربائية في أفضل حالاتها في المدينة لا على الطريق المفتوح، فإن الغريزة المنقولة من سيارات البنزين تشير إلى الاتجاه الخطأ. والأهم أن العقوبة تُدفع عادة دقائق عند شاحن لا دولارات عند مضخة، ما يعني أن أسرع طريقة لقطع مسافة طويلة غالبًا ليست أعلى سرعة.