Насколько выбор шин влияет на запас хода электромобиля?

Поделиться этой страницей
Выбор шин для электромобиля - это конкретный фактор, который обычно на 3-10% меняет запас хода; неправильное давление, комплект шин с высоким сопротивлением качению или большим размером приближает вас к верхней границе этого диапазона, а правильный выбор позволяет каждый раз возвращать в батарею несколько кВт·ч. В бензиновом автомобиле шины составляют 20-30% расхода топлива, а в электромобиле эта доля становится ещё критичнее - ведь каждый грамм сопротивления шин напрямую записывается на страницу запаса хода.
Ключевые моменты
- Шина класса A по сравнению с классом E даёт около 7,5% на 100 км разницы в эффективности
- Холодная шина, по сравнению с тёплой, создаёт на 13,6% более высокое сопротивление качению
- Потеря запаса хода с запасными шинами с высоким сцеплением измерена в диапазоне 5-25%
- Тщательный контроль давления в шинах увеличивает средний запас хода примерно на 9 км увеличивает
- Зимой запас хода электромобиля в среднем может снизиться на 20-40% может упасть
Почему сопротивление качению у электромобиля стоит дороже?
Сопротивление качению - это сила, возникающая из-за деформации шины при контакте с дорогой и постоянно замедляющая автомобиль. Часть механической энергии превращается в тепло и теряется. Физический механизм этого - гистерезис: когда вы сжимаете и отпускаете губку, материал возвращается к своей прежней форме не мгновенно, а с задержкой. При каждом обороте шина подвергается этой деформации тысячи раз, и при каждой деформации часть энергии, полученной от батареи, остаётся на дороге в виде тепла.
Тонкость здесь в том, что не всё сопротивление качению плохо. Часть сцепления обеспечивает держание дороги, то есть безопасность торможения и прохождения поворотов. Этот баланс между эффективностью и безопасностью - основная инженерная задача разработки шин. Коэффициенты сопротивления качению шин, продаваемых для электрических легковых автомобилей, сегодня составляют от 0,007 до 0,014 - то есть между двумя шинами одного размера может существовать разница в эффективности почти в два раза.
В электромобиле есть ещё один фактор, усиливающий эту разницу: рекуперативное торможение. Чем больше сопротивление качению, тем сильнее естественное замедление автомобиля, но слабее рекуперация энергии. В одном исследовании моделирования на дороге с уклоном 5% энергия, возвращённая на шинах с низким сопротивлением, составила 735 кДж , тогда как на шинах с высоким сопротивлением она упала до 671 кДж- то есть плохая шина не только потребляет больше энергии, но и снижает вашу способность к рекуперации.
Влияние шин на запас хода в цифрах: насколько реалистична разница?
Самый ясный способ связать теоретическую базу с повседневной жизнью - взглянуть на измерения из двух источников. В одном моделировании городского ездового цикла (UDDS) с шиной, коэффициент сопротивления качению которой равен 0,008, уровень заряда батареи к концу круга составил 87,1% , а на шине с коэффициентом 0,012 - 85,6%. Хотя разница выглядит чуть больше одного процента, с точки зрения расхода энергии батареи картина проясняется: на шине с низким сопротивлением в среднем 4308 кДж, а на шине с высоким сопротивлением - 4804 кДж - примерно на 11,5% больше энергии.
Независимый потребительский тест в реальных дорожных условиях рисует схожую картину. В одинаковых условиях самый экономичный комплект шин потребляет на 100 км 18,28 кВт·ч тогда как самый неэкономичный комплект израсходовал 20,82 кВт·ч Разница между шинами составляет около 2,5 кВт·чна 100 км; у автомобиля с запасом хода 400 км это равносильно потере запаса хода до 40 км.
| Измерение | Низкое сопротивление качению | Высокое сопротивление качению |
|---|---|---|
| Коэффициент сопротивления | 0,008 | 0,012 |
| Уровень заряда в конце цикла (UDDS) | 87,1% | 85,6% |
| Средний расход энергии батареи | 4308 кДж | 4804 кДж |
| Рекуперация на уклоне 5% | 735 кДж | 671 кДж |
| Расход в дорожном тесте (100 км) | 18,28 кВт·ч | 20,82 кВт·ч |
О чём говорит шинная этикетка ЕС?
Самый быстрый фильтр при покупке шин - класс сопротивления качению на европейской шинной этикетке. Этикетка оценивает характеристики по пяти классам от A до E. Шина класса A экономит по сравнению с классом E примерно 0,5 литра топлива на 100 км - примерно улучшение эффективности на 7,5%. Для электромобиля этот показатель напрямую конвертируется в запас хода. Практическое замечание: поскольку большинство шин на рынке относятся к классам B и C, теоретическая разница между крайними значениями этикетки при реальной покупке обычно снижается до разницы в один класс. Тем не менее класс - самый быстрый и надёжный ориентир при выборе между двумя шинами по одинаковой цене.
Влияет ли давление в шинах на запас хода?
Да, и влияние больше, чем вы думаете. Каждый PSI ниже рекомендованного давления означает большую деформацию каркаса шины и, следовательно, большие потери энергии. Установлено, что низкое давление увеличивает расход на 2-3%; в ходе одного опроса выяснилось, что у 93% участвовавших автомобилей хотя бы одна шина была накачана вне рекомендованного давления. То есть проблема - не исключение, а правило.
Выгода от контроля давления в электромобилях тоже измерима: исследование, опубликованное в рамках SAE, показывает, что переход с шины, потерявшей давление более чем на 3%, на шину с потерями менее 1,8% увеличивает средний запас хода примерно на 9 км Столько бесплатного запаса хода даёт ежемесячная проверка давления. Чрезмерная перекачка, хотя и выглядит заманчиво, не рекомендуется: она снижает сопротивление качению, но жертвует комфортом и сцеплением - то есть вы ставите эффективность выше безопасности.
Действительно ли широкие шины и большие диски увеличивают расход?
В этом вопросе народные представления запутаны больше всего. У широкой шины увеличиваются пятно контакта и сцепление; однако ширина напрямую на сопротивление качению не влияет. Поэтому вывод "широкая шина увеличивает трение и взлетает расход" технически неполное объяснение. Реальный механизм потери запаса хода у широкой шины в другом: большой диск и шина, как правило, тяжелее, растёт момент инерции вращения, а рисунок протектора может стать жёстче. Кроме того, широкие шины, ориентированные на высокую производительность, часто изготавливаются из более мягких смесей, нацеленных на сцепление - смена состава смеси важнее самой ширины.
Самое полное исследование по запасным колёсам это подтверждает. В исследовании, проведённом в лаборатории при Министерстве энергетики США, было измерено, что переход на запасное колесо с более высоким сопротивлением, чем у штатных шин автомобиля, приводит к потере запаса хода от 5% до 25% Верхняя граница в сочетании с плохим выбором состава может обойтись невероятно дорого: для автомобиля с запасом хода 400 км потеря в 100 км - это именно то.
Нужны ли электромобилям специальные шины? Насколько отличаются шины OEM?
Основной физический фактор, отличающий шины электромобилей от обычных, - это масса батареи и связанная с ней нагрузка. В 2021 году в Европе в ответ на эту потребность был определён стандарт нагрузки HL (High Load). Шины для EV также оптимизируются для снижения дорожного шума и управления износом при высоком крутящем моменте; поскольку рекуперативное торможение меняет рисунок износа шины, регулярная проверка глубины протектора становится важнее, чем для обычного автомобиля.
Так стоит ли доплачивать за заводскую (OEM) шину? Ответ двоякий. OEM-шины оптимизированы для конкретного автомобиля, и производители с каждым новым поколением стремятся ещё немного снизить сопротивление качению - в одном клиентском проекте была даже разработана версия, превышающая класс A на этикетке примерно на 17% Однако при выборе запасной шины абсолютной необходимости нет: пока размер, индекс нагрузки и индекс скорости соответствуют значениям в регистрационных документах, можно использовать стандартную шину. Важна не сама маркировка «шина EV», а класс сопротивления качению на этикетке и правильные индексы.
В этой области нужно отсеивать и маркетинг. Производители обещают снижение сопротивления качению на 10-20% в шинах, специальных для EV, но, по независимым экологическим данным, фактический эффект экономии остаётся в диапазоне 5-7% Также следует учитывать первые километры новой шины: новая шина может иметь сопротивление качению до 20% выше, чем изношенная, и на электромобиле это временно превращается в падение экономичности на 2-4%. Принимайте решение о покупке не на основе обещанных процентов, а исходя из собственного класса этикетки шины.
Насколько снижается запас хода при переходе на зимние шины?

Сначала проясним общую картину: зимой запас хода электромобиля в среднем может снизиться на 20-40% и главная причина этой потери - не шины, а холодная батарея и отопление салона. Доля шин в этой картине складывается из двух уровней. Первый - температура: холодные шины создают на 13,6% более высокое сопротивление качению, чем тёплые, и влияние температуры шины даже больше, чем температуры окружающей среды. Второй - рисунок протектора: зимние шины с глубоким и выраженным протектором обычно имеют более высокое сопротивление качению, чем летние. Шипованные шины усугубляют потерю запаса хода ещё больше.
Практический порог дляtiming перехода в России 7°C: в период, когда средняя температура воздуха опускается ниже этого значения, переходить на зимние шины, а летом, когда температура поднимается выше, возвращаться обратно - правильное решение как с точки зрения безопасности, так и эффективности. В регионах, где действует обязательное использование зимних шин, это уже повседневная необходимость. При выборе зимнего комплекта, чтобы ограничить потерю запаса хода, также смотрите на класс сопротивления качению на этикетке; при выборе между тормозными характеристиками на снегу и льду и сопротивлением качению стоит выбрать продукт с наилучшим балансом обоих показателей - для электромобиля действует та же логика. В плане бюджета зимние шины для автомобилей малого класса начинаются примерно от 55 €, для среднего класса - от 140 €.
На Что Обратить Внимание При Замене Шин?
Если свести всю эту картину к моменту покупки, контрольный список короток и ясен:
- Класс сопротивления качению на этикетке ЕС: класс A или B - всегда предпочтительный вариант при использовании с упором на запас хода.
- Размер, индекс нагрузки и индекс скорости: точное соответствие значениям в свидетельстве о регистрации не подлежит обсуждению.
- Если вы эксплуатируете автомобиль с тяжёлой батареей, модели с маркировкой HL (High Load) разработаны специально для восприятия массы нагрузки.
- При желании увеличить размер диска учитывайте прибавку веса как потерю запаса хода: потеря может составлять от 5 до 25 %.
- Через месяц после установки: поддерживайте давление на уровне значений производителя; потери свыше 3 % ощутимо снижают запас хода.
В итоге шина - это наименее замечаемый, но проще всего исправляемый элемент уравнения запаса хода электромобиля. Правильный класс этикетки, правильные индексы и ежемесячная проверка давления - это десятки километров, которые вы получаете, не касаясь батареи.
Источники
- Сопротивление качению автомобильных шин
- Низкое сопротивление качению, оптимальное сцепление
- Экспертное моделирование влияния сопротивления качению на рекуперативное торможение
- Оценка сопротивления движению и энергопотребления
- Исследование потерь запаса хода электромобиля, связанных с заменой шин - ORNL
- Как шины влияют на запас хода вашего электромобиля
- Влияние давления в шинах на запас хода электромобиля - SAE
- Шины - Европейская комиссия
- Чем шины для электромобилей отличаются от обычных
- Почему шины для электромобилей разрабатываются иначе
- Шины для электромобилей
- Нужно ли ставить зимние шины на мой электромобиль?
- Переход на летние шины
- Зимние шины для электромобилей