انتخاب لاستیک چقدر بر برد خودروی الکتریکی تأثیر می‌گذارد؟

انتخاب لاستیک در یک خودروی برقی عاملی مشخص است که معمولاً بین 3 تا 10 درصد محدوده را تغییر می‌دهد؛ یک ست لاستیک با باد اشتباه، مقاومت غلتشی بالا یا سایز سنگین شما را به سقف این بازه نزدیک می‌کند و انتخاب درست باعث می‌شود هر بار چند کیلووات‌ساعت انرژی از باتری بازیابید. در خودروی بنزینی لاستیک‌ها 20 تا 30 درصد مصرف را تشکیل می‌دهند، اما در خودروی برقی این سهم حتی بحرانی‌تر می‌شود - چون هر گرم مقاومت لاستیک مستقیماً در صفحه محدوده نوشته می‌شود.

چرا مقاومت غلتشی در خودروی برقی هزینه بیشتری دارد؟

مقاومت غلتشی نیرویی است که از تغییر شکل لاستیک هنگام تماس با جاده ناشی می‌شود و خودرو را دائماً کند می‌کند. بخشی از انرژی مکانیکی به گرما تبدیل شده و از بین می‌رود. سازوکار فیزیکی آن پسماند (هیسترزیس) است: وقتی یک اسفنج را فشار می‌دهید و رها می‌کنید، مواد با تأخیر و نه فوراً به شکل اولیه خود برمی‌گردد. لاستیک در هر چرخش هزاران بار در معرض این تغییر شکل قرار می‌گیرد و در هر تغییر شکل، بخشی از انرژی دریافتی از باتری را در راه به شکل گرما رها می‌کند.

نکته ظریف این است: تمام مقاومت غلتشی بد نیست. بخشی از اصطکاک، چسبندگی یعنی ایمنی ترمز و پیچ را تشکیل می‌دهد. این تعادل میان راندمان و ایمنی، مسئله بنیادی مهندسی توسعه لاستیک است. ضریب مقاومت غلتشی لاستیک‌های فروخته‌شده برای خودروهای سواری برقی امروز بین 0.007 تا 0.014 متغیر است - یعنی میان دو لاستیک با سایز یکسان می‌توان تفاوت راندمان نزدیک به دو برابر پیدا کرد.

در خودروی برقی عامل دیگری نیز این تفاوت را بزرگ‌تر می‌کند: ترمز احیاکننده. با افزایش مقاومت غلتشی، کند شدن طبیعی خودرو تقویت می‌شود اما بازیابی انرژی تضعیف می‌گردد. در یک مطالعه شبیه‌سازی، انرژی بازیابی‌شده در جاده با شیب 5 درصد با لاستیک کم‌مقاومت بود، در حالی که با لاستیک پرمقاومت به 671 کیلوژول کاهش یافت - یعنی لاستیک بد نه‌تنها انرژی بیشتری مصرف می‌کند، بلکه ظرفیت بازیابی شما را نیز کاهش می‌دهد.'a gerilemiş - yani لاستیک بد نه‌تنها انرژی بیشتری مصرف می‌کند، بلکه ظرفیت بازیابی شما را نیز کاهش می‌دهد.

اثر لاستیک بر محدوده با اعداد: چقدر تفاوتی واقع‌بینانه است؟

واضح‌ترین راه برای پیوند دادن چارچوب نظری با زندگی روزمره، نگاه به اندازه‌گیری‌های دو مورد است. در یک شبیه‌سازی با چرخه رانندگی شهری (UDDS)، در پایان مسیر با لاستیکی با ضریب مقاومت غلتشی 0.008، سطح شارژ باتری 87.1 درصد باقی ماند؛ با لاستیکی با ضریب 0.012 این مقدار 85.6 درصدبود. اگرچه تفاوت کمی بیش از یک درصد به نظر می‌رسد، از نظر مصرف انرژی باتری تصویر روشن می‌شود: با لاستیک کم‌مقاومت به طور میانگین 4308 کیلوژولو با لاستیک پرمقاومت 4804 کیلوژول - حدود 11.5 درصد انرژی بیشتر.

یک آزمایش مصرف مستقل که در جاده واقعی انجام شده نیز تصویری مشابه ترسیم می کند. در شرایط یکسان، پرکارآمدترین ست لاستیک در هر 18.28 کیلووات ساعت مصرف داشت، در حالی که کم‌کارآمدترین ست 20.82 کیلووات ساعت مصرف کرد. تفاوت بین لاستیک‌ها در هر 100 کیلومتر حدود 2.5 کیلووات ساعتاست؛ در خودرویی با برد 400 کیلومتر، این معادل کاهش بردی تا 40 کیلومتر به تنهایی است.

برچسب لاستیک اروپا چه می گوید؟

هنگام خرید لاستیک، سریع‌ترین فیلتر، کلاس مقاومت غلتشی در برچسب لاستیک اتحادیه اروپا است. برچسب عملکرد را در پنج کلاس از A تا E رتبه‌بندی می کند. یک لاستیک کلاس A در مقایسه با کلاس E حدود 0.5 لیتر در هر 100 کیلومتر صرفه‌جویی سوخت ایجاد می کند - تقریباً بهبود کارایی %7.5. در خودروی برقی، این نسبت مستقیماً به برد قابل تبدیل است. به عنوان یک نکته عملی: از آنجا که بیشتر لاستیک‌های موجود در بازار در کلاس B و C قرار دارند، تفاوت نظری بین دو سر برچسب در خرید واقعی معمولاً به یک کلاس تفاوت کاهش می یابد. با این حال، کلاس هنگام انتخاب بین دو لاستیک با قیمت یکسان، سریع‌ترین و قابل اعتمادترین شاخص است.

آیا فشار باتری لاستیک بر برد تأثیر می گذارد؟

بله و تأثیر آن بیشتر از چیزی است که فکر می کنید. هر PSI زیر فشار توصیه‌شده، به معنای تغییر شکل بیشتر در بدنه لاستیک و در نتیجه اتلاف انرژی بیشتر است. اندازه‌گیری شده که فشار هوای کم مصرف را %2-3 افزایش می دهد؛ در نظرسنجی انجام شده مشخص شد که در %93 از خودروهای مورد بررسی، حداقل یک لاستیک خارج از فشار توصیه‌شده باد شده بود. پس مشکل استثنا نیست، قاعده است.

سود مدیریت فشار در خودروهای برقی نیز قابل اندازه‌گیری است: مطالعه‌ای که در چارچوب SAE منتشر شد نشان می دهد گذار از لاستیکی که افت فشار آن از %3 بیشتر بود به لاستیکی که افت آن زیر %1.8 نگه داشته شده، میانگین برد رانندگی را حدود 9 کیلومتر افزایش می دهد. همین قدر برد رایگان در ازای یک کنترل هوای ماهانه است. البته باد کردن بیش از حد اگرچه جذاب به نظر می رسد، توصیه نمی شود: مقاومت غلتشی را کاهش می دهد اما راحتی و چسبندگی را قربانی می کند - یعنی کارایی را بر ایمنی مقدم کرده‌اید.

آیا لاستیک پهن و رینگ بزرگ واقعاً مصرف را افزایش می دهد؟

این سؤال، جایی است که اطلاعات شنیده‌ای بیشترین آشفتگی را دارند. لاستیک پهن مساحت تماس و چسبندگی بیشتری دارد؛ اما عرض تأثیر مستقیمی بر مقاومت غلتشی ندارد. به همین دلیل خلاصه «لاستیک پهن اصطکاک را افزایش می دهد و مصرف را بالا می برد» توضیحی از نظر فنی ناقص است. سازوکار واقعی افت برد در لاستیک پهن جای دیگری است: رینگ بزرگ و لاستیک معمولاً سنگین‌تر هستند، اینرسی چرخش افزایش می یابد و الگوی آج ممکن است سخت‌تر شود. همچنین لاستیک‌های پهن با تمرکز بر عملکرد بالا اغلب با ترکیبات نرم‌تر و چسبنده‌تر تولید می شوند - نوع ترکیب، تعیین‌کننده‌تر از خود عرض لاستیک است.

جامع‌ترین اندازه‌گیری در موضوع لاستیک یدکی نیز این را تأیید می‌کند. در مطالعه‌ای که در آزمایشگاهی وابسته به وزارت انرژی آمریکا انجام شد، کاهش برد ناشی از تعویض به لاستیک‌های یدکی با اصطکاک بالاتر از لاستیک‌های اصلی خودرو بین 5٪ تا 25٪ اندازه‌گیری شد. حد بالای این محدوده در ترکیب با انتخاب نامناسب ترکیب لاستیک می‌تواند به طرز باورنکردنی گران تمام شود: در خودرویی با برد 400 کیلومتر، یعنی از دست رفتنی نزدیک به 100 کیلومتر.

آیا خودروی برقی به لاستیک مخصوص نیاز دارد؟ لاستیک‌های OEM چقدر متفاوت‌اند؟

عامل فیزیکی اصلی که لاستیک‌های خودروهای برقی را از لاستیک‌های معمولی متمایز می‌کند، جرم ناشی از باتری و بار وابسته به آن است. در سال 2021 در اروپا در پاسخ به این نیاز، استاندارد بار HL (High Load) تعریف شد. لاستیک‌های EV همچنین برای کاهش صدای جاده و مدیریت ساییدگی زیر گشتاور بالا بهینه می‌شوند؛ از آنجا که ترمز بازیابی الگوی ساییدگی لاستیک را تغییر می‌دهد، بررسی منظم عمق آج لاستیک اهمیتی بیشتر از خودروی معمولی پیدا می‌کند.

اما آیا باید پول اضافه‌ای برای لاستیک کارخانه‌ای (OEM) پرداخت؟ پاسخ دو وجهی دارد. لاستیک‌های OEM برای خودروی خاصی بهینه شده‌اند و تولیدکنندگان در هر نسل جدید هدفشان پایین آوردن کمی بیشتر مقاومت غلتشی است - در یک پروژه مشتری، حتی نسخه‌ای که کلاس A روی برچسب را حدود 17٪ پشت سر می‌گذاشت توسعه یافت. اما در انتخاب لاستیک یدکی الزام مطلقی وجود ندارد: تا زمانی که ابعاد، شاخص بار و شاخص سرعت با مقادیر درج‌شده در سند خودرو مطابقت داشته باشند، می‌توان از یک لاستیک استاندارد استفاده کرد. آنچه مهم است نه برچسب «لاستیک EV» به خودی خود، بلکه کلاس مقاومت غلتشی روی برچسب و شاخص‌های صحیح است.

در این حوزه باید بازاریابی‌ها را هم غربال کرد. در حالی که تولیدکنندگان در لاستیک‌های مخصوص EV وعده کاهش 10 تا 20 درصدی مقاومت غلتشی می‌دهند، طبق داده‌های مستقل محیط‌زیستی، تأثیر واقعی بر مصرف در محدوده 5 تا 7٪ باقی می‌ماند. همچنین باید کیلومترهای اول لاستیک نو را در نظر گرفت: یک لاستیک نو می‌تواند در مقایسه با لاستیک مستعمل تا 20٪ مقاومت غلتشی بالاتری داشته باشد و در خودروی برقی این به‌طور موقت به افت 2 تا 4 درصدی مصرف تبدیل می‌شود. تصمیم خرید را نه بر اساس درصدهای وعده‌ داده‌شده، بلکه بر اساس کلاس برچسب خود لاستیک بگیرید.

با تعویض به لاستیک زمستانی، برد چقدر افت می‌کند؟

ابتدا تصویر کلی را روشن کنیم: برد خودروی برقی در زمستان به‌طور میانگین 20 تا 40٪ می‌تواند کاهش یابد و علت اصلی این افت نه لاستیک، بلکه باتری سرد و گرمایش کابین است. سهم لاستیک در این تصویر از دو لایه می‌آید. اولی دماست: لاستیک‌های سرد در مقایسه با لاستیک‌های گرم 13.6٪ مقاومت غلتشی بیشتری تولید می‌کنند و تأثیر دمای لاستیک حتی از دمای محیط نیز بزرگ‌تر است. دومی طرح آج است: لاستیک‌های زمستانی با آج‌های عمیق و برجسته به‌طور معمول مقاومت غلتشی بالاتری نسبت به لاستیک‌های تابستانی دارند. لاستیک‌های میخ‌دار اما افت برد را یک پله جلوتر می‌برند.

آستانه عملی برای زمان‌بندی تعویض در ترکیه 7 درجه سانتی‌گراد: میانگین دمای هوای پایدار وقتی از این مقدار پایین‌تر می‌رود، گذار به لاستیک زمستانی و در فصل تابستان بازگشت هنگام عبور از آن، هم از نظر ایمنی و هم بازدهی درست است. در مناطقِ دارای الزام لاستیک زمستانی، این از قبل یک نیاز روزمره است. هنگام انتخاب ست زمستانی، برای محدود کردن کاهش برد، به کلاس مقاومت غلتکی روی برچسب نیز نگاه کنید؛ هنگام انتخاب میان عملکرد ترمز روی برف و یخ و مقاومت غلتکی، انتخاب محصولی که بهترین تعادل هر دو را ارائه می‌دهد، در خودروی الکتریکی نیز همان منطق است. در بخش بودجه، لاستیک‌های زمستانی در خودروهای کلاس کوچک از حدود 55 یورو و در کلاس متوسط از 140 یورو شروع می‌شوند.

هنگام تعویض لاستیک به چه نکاتی باید توجه کرد؟

اگر بخواهیم همه این تصویر را به لحظه خرید خلاصه کنیم، چک‌لیست کوتاه و روشن است:

• کلاس مقاومت غلتکی در برچسب EU: کلاس A یا B در استفاده با تمرکز بر برد، همیشه گزینه ترجیحی است.
• ابعاد، شاخص بار و شاخص سرعت: تطابق کامل با مقادیر سند خودرو، موضوع چانه‌زنی نیست.
• اگر خودرویی با باتری سنگین استفاده می‌کنید، مدل‌های دارای نشان HL (High Load) برای تحمل بار جرمی طراحی شده‌اند.
• در صورت تمایل به افزایش قطر رینگ، افزایش وزن را به‌عنوان کاهش برد در نظر بگیرید: افت می‌تواند در بازه 5 تا 25 درصد باشد.
• فشار باد پس از نصب: فشار را در مقدار تعیین‌شده توسط سازنده نگه دارید؛ افت‌های بیش از 3 درصد برد را به شکلی قابل اندازه‌گیری کاهش می‌دهند.

در نتیجه، لاستیک کم‌توجه‌ترین اما آسان‌ترین اصلاح‌پذیرِ معادله برد در خودروی الکتریکی است. کلاس برچسب درست، شاخص‌های درست و بررسی ماهانه فشار باد، یعنی ده‌ها کیلومتر دستاورد بدون دست زدن به باتری.

منابع

• مقاومت غلتشی لاستیک خودرو
• مقاومت غلتشی کم، چنگزنی بهینه
• مدلسازی مبتنی بر مشاور درباره تأثیر مقاومت غلتشی بر ترمز بازیابی
• ارزیابی مقاومت حرکتی و مصرف انرژی
• مطالعه کاهش برد خودروهای برقی مرتبط با لاستیکهای جایگزین - ORNL
• تأثیر لاستیکها بر برد خودروی برقی شما
• تأثیر باد لاستیک بر برد خودروی برقی - SAE
• لاستیکها - کمیسیون اروپا
• چه چیزی لاستیکهای خودروهای برقی را متفاوت میکند
• چرا لاستیکهای خودروهای برقی متفاوت طراحی میشوند
• لاستیکهای خودروهای برقی
• آیا باید برای خودروی برقیام لاستیک زمستانی بگذارم؟
• تغییر به لاستیک تابستانی
• لاستیکهای زمستانی خودروهای برقی