Yaklaşık 26 mil, üstelik yalnızca son 10 mph için. Bu, 70 mph'de seyreden bir elektrikli sedan ile aynı aracın 80 mph'deki hali arasındaki fark; laboratuvar döngüsünde değil, yüz binlerce gerçek yolculuk üzerinden ölçülmüş hâliyle. Arkasındaki fizik basit ve affetmez, ama çoğu kişinin buradan çıkardığı sonuç yanlış: elektrikli bir araçta hızlı gitmek esas olarak bir para sorunu değildir. Bir zaman sorunudur.
Ölçülen rakamlar
Geotab, filo telematik verisinden çıkardığı seyir hızına göre menzil rakamlarını yayımladı: 500 elektrikli sedandan 350.000 yolculuk ve 2.000 elektrikli panelvandan 2,8 milyon yolculuk, toplamda 550.000 saatin üzerinde sürüş. Her iki araç tipi de 65 kWh'lik bir batarya taşıyor ve aşağıdaki değerler 86°F (yaklaşık 30 °C) sıcaklıkta alındı.
| Sabit hız | Elektrikli sedan | Elektrikli panelvan |
|---|---|---|
| 50 mph | 277 mil | 143 mil |
| 60 mph | 251 mil | 121 mil |
| 70 mph | 226 mil | 103 mil |
| 80 mph | 200 mil | 88 mil |
| Kayıp, 50'den 80'e | yüzde 28 | yüzde 39 |
Asıl ilginç sütun panelvanınki. Aynı batarya, aynı yol, ama aynı hız aralığında menzilinin on bir puan fazlasını kaybediyor. Bunu güç aktarma organlarıyla açıklamak mümkün değil. Açıklayan şey biçim: daha yüksek ve daha küt bir gövdenin ön alanı büyük, direnç katsayısı kötüdür; dolayısıyla aerodinamik, toplam yükün içinde daha büyük bir pay tutar ve karesel yasa daha sert ısırır.
Karesel yasa neden geçerli ve neden hikâyenin tamamı değil
Aerodinamik direnç hızın karesiyle artar. Güç, kuvvet çarpı hız olduğu için direnci yenmek üzere gereken güç hızın küpüyle artar. Menzil ise güce değil mil başına enerjiye bağlıdır ve mil başına enerji kareyi izler.
Bu modeli 70'ten 80 mph'e olduğu gibi uygularsanız büyük bir düşüş öngörür. Mil başına enerjinin karelerin oranı kadar, yaklaşık 1,31 kat artması gerekir; yani 226 millik menzilin kabaca 173 mile inmesi beklenir.
Ölçülen değer ise 200. Model neredeyse 30 mil fazla kayıp öngörüyor ve nedenini anlamaya değer: direnç, yükün yalnızca bir parçasıdır. Yuvarlanma direnci hızdan bağımsız olarak mil başına aşağı yukarı sabittir. Kabin soğutması, farlar ve elektronik kendi düzenlerinde güç çeker. Bu bileşenler karesel yasayı seyreltir.
Sonuç şu: aerodinamik, enerji bütçenizin sabit bir payı değildir. 50 mph'de toplamın mütevazı bir parçasıyken, 80 mph'de eklediğiniz her bir mil/saate hükmeder. Menzil eğrisinin düz bir çizgi hâlinde inmek yerine hızlandıkça dikleşmesinin ve son 10 mph'in her zaman önceki 10'dan pahalıya gelmesinin nedeni budur.
Hız, sıcaklığı açık ara geçiyor
Elektrikli araç menzilinde suçlu genellikle soğuk hava ilan edilir ve kışın bunun büyük kısmını hak eder. Sıcak havada otoyol hızında ise etmez.
Aynı analiz, sürüş hızının menzil kaybındaki tek başına en büyük etken olabileceği ve sıcak koşullarda yüksek hızlarda aerodinamik direncin menzil üzerinde kabin soğutmasından çok daha fazla etki yarattığı sonucuna vardı. Ne kadar hızlı giderseniz, sıcaklık o hızı korumak için gereken enerjinin yanında o kadar önemsizleşir.
Asimetri yapısaldır. Klima neredeyse sabit bir çekiştir: 50 mph'de de 80 mph'de de aşağı yukarı aynı gücü tüketir, dolayısıyla mil başına enerjinizin içindeki payı siz hızlandıkça aslında küçülür. Direnç ise tam tersini yapar. Sıcak bir otoyolda menzil kurtarmak için klimayı kapatmak, yanlış terimi optimize etmektir.
Benzinli sürücülerin beraberinde getirdiği ters alışkanlık
Yıllarca içten yanmalı araç kullanmış herkesin bir kestirme kuralı vardır: otoyol tüketimi şehir tüketiminden iyidir. Her araç etiketinde yazar. Elektrikli araçta bu kural tersine döner ve insanları ilk uzun yolculuklarında yakalar.
| Benzinli araç | Elektrikli araç | |
|---|---|---|
| Trafikte dururken | Rölantide yakıt yakar | Neredeyse hiçbir şey harcamaz |
| Frenlemede | Kinetik enerji ısı olarak kaybolur | Büyük kısmı geri kazanılır |
| Sabit 80 mph'de | Aynı direnç bedeli | Aynı direnç bedeli |
| En iyi göründüğü yer | Otoyol | Şehir |
İkisinin aerodinamiği birebir aynıdır. Farklı olan, karşılaştırıldığı zemindir. Benzinli araç şehirde öyle düşük bir çıta koyar ki otoyol onu güzel gösterir. Elektrikli araç şehirde teorik en iyisine yakın çalışır, dolayısıyla saklanacak yeri kalmadığı yer otoyoldur.
Birleşik EPA değerinin uzun yolda yanıltmasının nedeni de budur. Bir şehir döngüsüyle bir otoyol döngüsünü harmanlar, uzun ve hızlı bir sürüş ise ikisi de değildir. Aynı tuzak, genellikle son sürüşlerinizden hesaplanan gösterge tablosu tahminini de yakalar: bir haftalık şehir içi yolculuk, otoyoldaki ilk saatin sessizce yıktığı kendinden emin ve iyimser bir sayı üretir.
Bedelin gerçekte düştüğü yer: para değil, zaman
Bu sorunun benzinli hâlini 70 yerine 80 gitmek buna değer mi yazısında hesaplamıştık; oradaki cevap, geri kazanılan her saat için sabit bir dolar tutarı olarak çıkmıştı. Elektrik yeterince ucuz olduğu için aynı hesap elektrikli araçta küçük bir sayı veriyor. Asıl fatura başka yerden geliyor.
Yukarıdaki sedanla, dolu başlayarak 220 millik bir yolculuk düşünün.
- 70 mph'de: menzil 226 mil, yani yolculuk şarj molası gerektirmiyor. Sürüş süresi yaklaşık 3 sa 09 dk.
- 80 mph'de: menzil 200 mile düşüyor, yani yolculuk artık bir mola gerektiriyor. Sürüş süresi 2 sa 45 dk'ya iniyor, ama yoldan çıkıp geri dönmek dahil gerçekçi bir 25 dakikalık hızlı şarj molası varışı yaklaşık 3 sa 10 dk'ya taşıyor.
Hızlı gidiş 24 dakika sürüş kazandırdı ve 25 dakikayı şarjda harcadı. Daha fazla enerji ve daha fazla dikkat harcayarak bir dakika geç varıyor.
Rakamlar varsayımlara bağlı ve varsayımları açıkça söylemek gerek: dolu bir başlangıç, düşük şarj seviyesiyle varmaya razı olmak ve yol üstünde uygun konumda bir şarj istasyonu. Mesafeyi değiştirin, cevap da değişir. Ama biçim değişmez. Menzil ile hız bir eğri üzerinde birbirinin karşılığında takas edilir, şarj süresi ise basamak fonksiyonudur. Yüksek hız sizi bir basamağın kenarından ittiği her seferinde aritmetik aleyhinize döner ve fazladan hız bunu geri kazanmaya yetmez.
İşi daha da kötüleştiren ikincil bir etki var. Batarya doldukça şarj belirgin biçimde yavaşlar, yani bir dolumun son kısmı en yavaş kısımdır. İhtiyacınız olmayan bir mola yalnızca fazladan bir mola değildir; dakika cinsinden orantısız pahalıdır.
Bununla ne yapmalı
Doğru hamle sürünmek değil. Kendi güzergâhınızdaki basamakların nerede olduğunu bilmek; bu da harmanlanmış bir etiket değeri yerine sabit seyirdeki kendi mil başına enerjinizi bilmek demek.
Bunu elde etmek basit. Düz bir kesimde tek bir hızı sabit tutun, aynı aralıkta kat edilen mesafeyi ve harcanan enerjiyi kaydedin ve bölün. Aynı ölçümü iki farklı hızda tekrarlamak size kendi eğrinizin eğimini verir; uzun yolu gerçekten tahmin eden sayı odur.
Bu ölçümün mesafe tarafı için dürüst alet bir GPS yol sayacıdır. Araç kilometre sayacı, kayıtlı bir lastik çevresine karşı tekerlek dönüşlerini sayar ve kilometre sayacınız doğru mu yazısında anlattığımız gibi tipik olarak yüzde 1 ila 3 fazla gösterir; şişirilmiş mesafe de verimlilik değerinizi sessizce güzel gösterir. GPS kilometre sayacı mesafeyi araçtan bağımsız olarak kaydeder, canlı hız göstergesi ise gerçekte tuttuğunuz gerçek yer hızını gösterir; bu da çoğu gösterge tablosunda ibrenin iddia ettiğinin bir iki mil altındadır.
Özet
Elektrikli bir sedan 50 ile 80 mph arasında menzilinin yüzde 28'inden, panelvan ise yüzde 39'undan vazgeçer; çünkü direnç hızın karesiyle ölçeklenir ve gövde biçimi bunun yükün ne kadarını oluşturduğuna karar verir. Yuvarlanma direnci ve yardımcı tüketiciler kareyi izlemediği için ölçülen kayıp saf aerodinamik modelin öngördüğünden yumuşaktır, ama eğri hızlandıkça dikleşir ve son 10 mph her zaman en pahalı olanıdır.
Sıcak havada otoyol hızında hız sıcaklığa baskın çıkar, yani kapatılacak şey klima değildir. Elektrikli araç açık yolda değil şehirde en iyi hâlinde olduğu için de benzinli araçlardan devralınan sezgi yanlış yönü gösterir. En önemlisi, bedel genellikle pompada dolar olarak değil şarj cihazının başında dakika olarak ödenir; bu da uzun bir mesafeyi kat etmenin en hızlı yolunun çoğu zaman en yüksek hız olmadığı anlamına gelir.