ราว 26 ไมล์ เฉพาะ 10 mph สุดท้ายเพียงช่วงเดียว นั่นคือช่องว่าง ระหว่างซีดานไฟฟ้าที่วิ่งนิ่ง ๆ ที่ 70 กับรถคันเดียวกันที่ 80 ซึ่งวัดจากการเดินทางจริงหลายแสนเที่ยว ไม่ใช่รอบทดสอบใน ห้องแล็บ ฟิสิกส์เบื้องหลังนั้นเรียบง่ายและไม่ปรานีใคร แต่ ข้อสรุปที่คนส่วนใหญ่ได้จากมันกลับผิด: ในรถไฟฟ้า การขับเร็ว ไม่ใช่ปัญหาเรื่องเงินเป็นหลัก มันคือปัญหาเรื่องเวลา
ตัวเลขที่วัดได้จริง
Geotab เผยแพร่ตัวเลขระยะทางวิ่งแยกตามความเร็วเดินทางที่ดึงมา จากข้อมูลเทเลเมติกส์ของฟลีต: การเดินทาง 350,000 เที่ยวจาก รถซีดานไฟฟ้า 500 คัน และ 2.8 ล้านเที่ยวจากรถตู้ไฟฟ้า 2,000 คัน รวมกว่า 550,000 ชั่วโมงขับขี่ รถทั้งสองประเภทใช้แบตเตอรี่ 65 kWh และตัวเลขด้านล่างเก็บที่อุณหภูมิ 86°F (ราว 30°C)
| ความเร็วคงที่ | ซีดานไฟฟ้า | รถตู้ไฟฟ้า |
|---|---|---|
| 50 mph | 277 ไมล์ | 143 ไมล์ |
| 60 mph | 251 ไมล์ | 121 ไมล์ |
| 70 mph | 226 ไมล์ | 103 ไมล์ |
| 80 mph | 200 ไมล์ | 88 ไมล์ |
| สูญเสีย จาก 50 ถึง 80 | 28 เปอร์เซ็นต์ | 39 เปอร์เซ็นต์ |
คอลัมน์รถตู้น่าสนใจกว่า แบตเตอรี่ก้อนเดียวกัน ถนนเส้นเดียวกัน แต่มันสูญเสียระยะทางวิ่งมากกว่าถึงสิบเอ็ดจุดเปอร์เซ็นต์ในช่วง ความเร็วเดียวกัน ไม่มีอะไรในระบบขับเคลื่อนอธิบายเรื่องนี้ได้ แต่รูปทรงอธิบายได้: ตัวถังที่สูงและทู่กว่ามีพื้นที่หน้าตัด มากกว่าและมีสัมประสิทธิ์แรงต้านที่แย่กว่า แอโรไดนามิกจึงกินสัดส่วน ของภาระรวมมากกว่า และกฎกำลังสองก็กัดแรงกว่า
ทำไมต้องกฎกำลังสอง และทำไมมันไม่ใช่เรื่องราวทั้งหมด
แรงต้านอากาศเพิ่มขึ้นตามกำลังสองของความเร็ว เพราะกำลังคือแรง คูณด้วยความเร็ว กำลังที่ต้องใช้เอาชนะแรงต้านจึงเพิ่มขึ้นตาม กำลังสาม แต่ระยะทางวิ่งขึ้นอยู่กับพลังงานต่อไมล์มากกว่ากำลัง และพลังงานต่อไมล์เพิ่มตามกำลังสอง
ถ้าเอาแบบจำลองนั้นมาใช้ตรง ๆ จาก 70 ไป 80 mph มันจะทำนายว่า ตกลงเยอะมาก พลังงานต่อไมล์ควรเพิ่มขึ้นตามอัตราส่วนของกำลังสอง คือราว 1.31 เท่า ดังนั้นระยะทางวิ่ง 226 ไมล์ควรลดเหลือราว 173 ไมล์
แต่ตัวเลขที่วัดได้คือ 200 ไมล์ แบบจำลองทำนายเกินไปเกือบ 30 ไมล์ และเหตุผลนั้นควรค่าแก่การทำความเข้าใจ: แรงต้านอากาศเป็น เพียงส่วนหนึ่งของภาระ แรงต้านการหมุนคงที่ต่อไมล์ โดยประมาณไม่ว่าจะเร็วแค่ไหน ส่วนการทำความเย็นในห้องโดยสาร ไฟส่องสว่าง และระบบอิเล็กทรอนิกส์ก็กินไฟตามจังหวะของตัวเอง องค์ประกอบเหล่านี้ เจือจางกฎกำลังสองลง
ผลที่ตามมาคือแอโรไดนามิกไม่ได้เป็นสัดส่วนคงที่ของงบพลังงานของคุณ ที่ 50 mph มันเป็นเพียงส่วนน้อยของทั้งหมด พอถึง 80 mph มันครอบงำ ทุก ๆ ไมล์ต่อชั่วโมงที่เพิ่มขึ้น นี่คือเหตุผลที่เส้นโค้งระยะทางวิ่ง ชันขึ้นเรื่อย ๆ เมื่อคุณขับเร็วขึ้น แทนที่จะลดลงเป็นเส้นตรง และ เป็นเหตุผลที่ 10 mph สุดท้ายแพงกว่า 10 mph ก่อนหน้าเสมอ
ความเร็วชนะอุณหภูมิ และไม่ได้สูสีด้วย
อากาศหนาวมักถูกโทษเรื่องระยะทางวิ่งของ EV และในฤดูหนาวมันก็สมควร ถูกโทษอยู่มาก แต่ที่ความเร็วทางด่วนในอากาศร้อน มันไม่ใช่ตัวการ
การวิเคราะห์ชุดเดียวกันสรุปว่าความเร็วในการขับขี่อาจเป็นปัจจัย เดี่ยวที่ใหญ่ที่สุดของการสูญเสียระยะทางวิ่ง และที่ความเร็วสูงใน สภาพอากาศร้อน แรงต้านอากาศส่งผลต่อระยะทางวิ่งมากกว่าการทำความเย็น ในห้องโดยสารอย่างมาก ยิ่งขับเร็ว อุณหภูมิยิ่งมีนัยสำคัญน้อยลง เมื่อเทียบกับพลังงานที่ต้องใช้เพียงเพื่อรักษาความเร็วนั้นไว้
ความไม่สมมาตรนี้เป็นเรื่องเชิงโครงสร้าง แอร์กินไฟเกือบคงที่: มันใช้กำลังใกล้เคียงกันที่ 50 mph กับที่ 80 ดังนั้นเมื่อคิดเป็น สัดส่วนของพลังงานต่อไมล์ มันกลับเล็กลงเมื่อคุณเร่งความเร็ว ส่วนแรงต้านอากาศทำตรงกันข้าม การปิดแอร์เพื่อประหยัดระยะทางวิ่ง บนทางด่วนร้อน ๆ คือการไปปรับตัวแปรที่ผิดตัว
ความเข้าใจกลับด้านที่คนขับรถน้ำมันติดตัวมา
ใครก็ตามที่ขับรถสันดาปมาหลายปีจะมีกฎง่าย ๆ ติดตัว: อัตราสิ้นเปลือง บนทางด่วนดีกว่าในเมือง มันพิมพ์อยู่บนสติกเกอร์ติดกระจกทุกคัน แต่ใน รถไฟฟ้ากฎนี้พลิกกลับ และการพลิกกลับนี้เล่นงานคนจำนวนมากในทริป ทางไกลครั้งแรกของพวกเขา
| รถสันดาป | รถไฟฟ้า | |
|---|---|---|
| จอดติดอยู่ในการจราจร | เผาน้ำมันทิ้งขณะเดินเบา | แทบไม่ใช้พลังงานเลย |
| การเบรก | พลังงานจลน์สูญไปเป็นความร้อน | กู้กลับมาได้เป็นส่วนใหญ่ |
| วิ่งคงที่ 80 mph | เสียค่าแรงต้านเท่ากัน | เสียค่าแรงต้านเท่ากัน |
| จุดที่มันดูดีที่สุด | ทางด่วน | ในเมือง |
แอโรไดนามิกของทั้งสองแบบเหมือนกันทุกประการ สิ่งที่ต่างคือฐานที่ เอาไปเปรียบเทียบ รถน้ำมันตั้งมาตรฐานในเมืองไว้ต่ำมากจนทางด่วนทำให้ มันดูดี ส่วนรถไฟฟ้าอยู่ใกล้จุดที่ดีที่สุดตามทฤษฎีของมันแล้วในเมือง ทางด่วนจึงเป็นที่ที่มันไม่มีที่ให้ซ่อนตัว
นี่ยังเป็นเหตุผลที่ตัวเลขรวมของ EPA ทำให้เข้าใจผิดในโรดทริป มันผสม รอบทดสอบในเมืองกับรอบทางด่วนเข้าด้วยกัน ขณะที่การขับทางไกลด้วย ความเร็วสูงไม่ใช่ทั้งสองอย่าง กับดักเดียวกันนี้เล่นงานค่าประมาณ บนหน้าปัดด้วย เพราะมันมักสร้างจากการขับล่าสุดของคุณ: การขับไป ทำงานในเมืองหนึ่งสัปดาห์ให้ตัวเลขที่มั่นใจและมองโลกในแง่ดี ซึ่ง ทางด่วนชั่วโมงแรกจะรื้อทิ้งอย่างเงียบ ๆ
ต้นทุนไปตกอยู่ที่ไหนจริง ๆ: เวลา ไม่ใช่เงิน
เราเคยคิดคำถามนี้ในเวอร์ชันรถน้ำมันไว้แล้วใน ขับ 80 แทน 70 คุ้มไหม ซึ่งคำตอบออกมาเป็นจำนวนเงินคงที่ต่อชั่วโมงเวลาที่ ซื้อคืนมาได้ ไฟฟ้ามีราคาถูกพอที่การคำนวณแบบเดียวกันในรถ EV จะให้ ตัวเลขน้อยนิด บิลจริง ๆ ไปโผล่ที่อื่น
ลองคิดถึงทริประยะ 220 ไมล์ด้วยซีดานคันข้างต้น โดยออกเดินทางแบบ แบตเตอรี่เต็ม
- ที่ 70 mph: ระยะทางวิ่งคือ 226 ไมล์ ทริปนี้จึง ไม่ต้องแวะชาร์จ เวลาขับอยู่ที่ราว 3 ชม. 09 น.
- ที่ 80 mph: ระยะทางวิ่งลดเหลือ 200 ไมล์ ทริปนี้ จึงต้องแวะชาร์จ เวลาขับลดเหลือ 2 ชม. 45 น. แต่การแวะชาร์จเร็ว ตามความเป็นจริง 25 นาที รวมเวลาออกจากถนนและกลับขึ้นมา ทำให้ ถึงที่หมายราว 3 ชม. 10 น.
เที่ยวที่ขับเร็วกว่าประหยัดเวลาขับไป 24 นาที แต่ใช้เวลาชาร์จไป 25 นาที มันถึงที่หมายช้ากว่าหนึ่งนาที ทั้งที่ใช้พลังงานมากกว่าและ ใช้สมาธิมากกว่าเพื่อไปให้ถึง
ตัวเลขเหล่านี้ขึ้นอยู่กับสมมติฐาน และควรระบุให้ชัด: ออกเดินทางแบบ เต็มแบต ยอมถึงที่หมายด้วยระดับแบตเตอรี่ต่ำ และมีที่ชาร์จอยู่ในจุด ที่สะดวก เปลี่ยนระยะทางเมื่อไร คำตอบก็เปลี่ยนตาม แต่รูปแบบยังคงเดิม ระยะทางวิ่งกับความเร็วแลกกันบนเส้นโค้ง ส่วนเวลาชาร์จเป็นฟังก์ชัน ขั้นบันได เมื่อใดที่ความเร็วสูงขึ้นผลักคุณข้ามขอบของขั้นบันได เลขคณิตก็จะพลิกมาเล่นงานคุณ และไม่ว่าจะเพิ่มความเร็วอีกเท่าไร ก็เอาคืนไม่ได้
ยังมีผลลำดับที่สองที่ทำให้แย่ลงไปอีก การชาร์จช้าลงอย่างเห็นได้ชัด เมื่อแบตเตอรี่เต็มขึ้น ช่วงท้ายของการเติมจึงช้าที่สุด การแวะที่คุณ ไม่จำเป็นต้องแวะไม่ได้เป็นแค่การแวะเพิ่มหนึ่งครั้ง แต่แพงเกินสัดส่วน เมื่อคิดเป็นนาที
แล้วจะเอาเรื่องนี้ไปใช้อย่างไร
ทางที่ได้ผลไม่ใช่การขับคลานไปช้า ๆ แต่คือการรู้ว่าขั้นบันไดอยู่ตรงไหน บนเส้นทางของคุณเอง และนั่นหมายถึงการรู้พลังงานต่อไมล์ของคุณเองที่ ความเร็วเดินทางคงที่ แทนที่จะใช้ตัวเลขผสมบนสติกเกอร์
การหาค่านั้นไม่ยาก รักษาความเร็วเดียวบนทางราบยาว ๆ บันทึกระยะทาง ที่วิ่งได้และพลังงานที่ใช้ในช่วงเวลาเดียวกัน แล้วหารกัน ทำซ้ำที่ สองความเร็วจะบอกความชันของเส้นโค้งของคุณเอง ซึ่งเป็นตัวเลขที่ ทำนายโรดทริปได้จริง
สำหรับฝั่งระยะทางของการวัดนั้น มาตรวัดระยะทางแบบ GPS คือเครื่องมือ ที่ซื่อสัตย์ที่สุด มาตรวัดระยะทางในรถนับรอบการหมุนของล้อเทียบกับ เส้นรอบวงยางที่บันทึกไว้ และมักอ่านค่าสูงเกินจริง 1 ถึง 3 เปอร์เซ็นต์ อย่างที่เราเล่าไว้ใน มาตรวัดระยะทางของคุณ แม่นยำไหม และระยะทางที่เฟ้อขึ้นก็ทำให้ตัวเลขประสิทธิภาพของคุณ ดูดีเกินจริงอย่างเงียบ ๆ มาตรวัด ระยะทาง GPS บันทึกระยะทางโดยไม่ขึ้นกับตัวรถ ส่วน มาตรวัดความเร็วแบบสด แสดงความเร็วเทียบพื้นจริง ที่คุณกำลังรักษาอยู่ ซึ่งบนแผงหน้าปัดส่วนใหญ่จะต่ำกว่าที่เข็มบอก อยู่หนึ่งถึงสองไมล์ต่อชั่วโมง
สรุปใจความ
ซีดานไฟฟ้ายอมเสียระยะทางวิ่ง 28 เปอร์เซ็นต์ระหว่าง 50 ถึง 80 mph ส่วนรถตู้เสียถึง 39 เปอร์เซ็นต์ เพราะแรงต้านอากาศเพิ่มตามกำลังสอง ของความเร็ว และรูปทรงตัวถังเป็นตัวตัดสินว่ามันคิดเป็นภาระเท่าไร การสูญเสียที่วัดได้นุ่มนวลกว่าที่แบบจำลองแอโรไดนามิกล้วน ๆ ทำนายไว้ เพราะแรงต้านการหมุนและอุปกรณ์เสริมไม่ได้เดินตามกำลังสอง แต่เส้นโค้ง จะชันขึ้นเมื่อคุณขับเร็วขึ้น และ 10 mph สุดท้ายแพงที่สุดเสมอ
ในอากาศร้อนที่ความเร็วทางด่วน ความเร็วมีอิทธิพลเหนืออุณหภูมิ แอร์จึงไม่ใช่สิ่งที่ควรปิด และเพราะรถไฟฟ้าทำได้ดีที่สุดในเมือง ไม่ใช่บนถนนโล่ง สัญชาตญาณที่ติดมาจากรถน้ำมันจึงชี้ไปผิดทาง ที่สำคัญที่สุด ค่าปรับนี้มักจ่ายเป็นนาทีที่ตู้ชาร์จมากกว่าจ่ายเป็นเงิน ที่ปั๊มน้ำมัน ซึ่งแปลว่าวิธีที่เร็วที่สุดในการเดินทางไกลมักไม่ใช่ การใช้ความเร็วที่สูงที่สุด