Почему в городе расход меньше? Разница потребления электромобиля в городе и на трассе

Поделиться этой страницей
Электромобили в городе расходуют меньше, потому что в трафике с частыми остановками и разгонами при замедлении энергия возвращается благодаря рекуперативному торможению, а на низких скоростях аэродинамическое сопротивление остается на минимальном уровне. На трассе же торможения случаются редко, постоянная высокая скорость заставляет авто непрерывно преодолевать сопротивление воздуха, и аэродинамика становится главным потребителем энергии. Таким образом, бытовавшее с эпохи бензиновых машин представление "городской автомобиль расходует много топлива" в случае электромобиля работает с точностью до наоборот.
Основные тезисы
- Рекуперативное торможение способно вернуть около 20% энергии: в поездке на 100 километров возвращается запас хода примерно на 20 километров.
- На трассовых скоростях аэродинамическое сопротивление составляет более 50% энергии, затраченной на движение автомобиля вперед.
- Средний электромобиль в городе расходует на 100 км около 12-20 кВтч, а на трассе при скорости 110-120 км/ч этот показатель вырастает примерно до 23 кВтч.
- Реальный запас хода, по данным тестов ADAC, может быть до 30% ниже значения WLTP.
- У электромобилей нет понятия холостого хода: пока машина стоит в пробке, мотор не потребляет энергию.
Почему электромобиль в городе расходует меньше?

В бензиновой машине городской трафик - это наказание: когда вы стоите на красном светофоре, двигатель продолжает работать, каждое ускорение происходит в самом неэффективном диапазоне, а энергия, потраченная на торможение, превращается в тепло на колодках и теряется. С электромобилем все три пункта работают наоборот. Мотор не потребляет энергию, когда не вращается; холостого хода просто не существует. Разгоны происходят в зоне максимального КПД электромотора. А торможение благодаря рекуперации становится не потерей, а восстановлением энергии.
Принцип работы рекуперативного торможения прост: когда вы отпускаете педаль газа или замедляетесь, электромотор превращается в генератор, преобразует кинетическую энергию автомобиля в электричество и отправляет ее в батарею. Эта энергия может быть использована снова. В бензиновой машине энергия, потраченная на торможение, теряется безвозвратно; в электромобиле значительная часть пути проезжается дважды "бесплатно".
Сколько кВтч дает рекуперация?
Разберем на числовом примере. На маршруте дом-работа протяженностью 42 километра с преобладанием спусков, при настройке рекуперации на второй по силе уровень, за поездку возвращается около 4 кВтч, и из батареи расходуется всего лишь 2 кВтч чистой энергии. Если проехать тот же маршрут в обратном направлении - с подъемом примерно 900 метров - картина меняется на противоположную: расход вырастает до 8 кВтч, а рекуперация опускается ниже 2 кВтч. Вывод ясен: вклад рекуперации нельзя рассматривать в отрыве от профиля маршрута и характера трафика.
По оценкам, рекуперативное торможение возвращает примерно 20% энергии. показывает, что он возвращает энергию - то есть в поездке на 100 миль около 20 миль запаса хода возвращается. Хотя этот вклад на шоссе пренебрежимо мал, в городском трафике с частыми остановками и стартами - та среда, где рекуперативное торможение «сияет» больше всего. При спусках с горы также можно собрать удивительное количество энергии. Английское академическое исследование также подтверждает, что более высокие ступени рекуперации обеспечивают большую рекуперацию и меньший чистый расход.
Есть и практическая сторона вождения: на сильных ступенях рекуперации можно управлять автомобилем почти не нажимая на педаль тормоза, контролируя только педаль газа. Это называется one-pedal driving и предлагается не в каждой модели. Отпустить газ означает торможение; это самый сильный уровень рекуперации. Водитель, который заранее читает дорогу и вовремя сбрасывает газ, экономит одновременно и тормозные колодки, и кВт·ч.
Когда загораются стоп-сигналы?
Рекуперативное торможение - это вопрос не только электротехники, но и безопасности дорожного движения. Когда ваш автомобиль замедляется, водитель сзади должен вас видеть. Практическое правило работает так: когда замедление 0,7 м/с² остается ниже, стоп-сигналы обычно не загораются, 0,7–1,3 м/с² в этом диапазоне ситуация зависит от производителя, а 1,3 м/с² и выше в большинстве стран стоп-сигналы обязательны. То есть интенсивность рекуперации напрямую влияет на то, насколько быстро движущийся сзади автомобиль вас заметит.
Почему расход на шоссе растет: физика сопротивления воздуха
С ростом скорости вступают в действие два сопротивления, которые автомобиль преодолевает: сопротивление качению и сопротивление воздуха. Сопротивление качению изменяется с ростом скорости в основном линейно, тогда как сопротивление воздуха растет экспоненциально. Поэтому выше любого порога скорости аэродинамическое сопротивление становится доминирующей силой. Выше 60 км/ч примерно 30–40% энергии тратится только на то, чтобы рассекать воздух. На скоростях шоссе эта доля превышает 50%; при 130 км/ч до 80% мощности автомобиля используется против аэродинамического сопротивления.
Электромобиль особенно чувствителен к этой кривой, потому что электродвигатель на высокой скорости набирает эффективность меньше, чем бензиновый. Практический результат: электромобили наиболее эффективны в диапазоне примерно 80–95 км/ч . Даже скорость 60 mph вместо 70 mph на шоссе дает измеримый вклад в запас хода. 130 км/ч же известна как скорость, серьезно повышающая расход электромобиля.
Второй фактор - отсутствие рекуперации. При плавном движении по шоссе замедлений почти не происходит; и рекуперация соответственно стремится к нулю. В городе каждая остановка означает мини-зарядку, а на шоссе энергия течет в одну сторону. Сочетание двух эффектов - высокого сопротивления воздуха и нулевой рекуперации - и есть полное объяснение того, почему расход на шоссе выше городского.
Профиль городского и шоссейного расхода в цифрах
Средний электромобиль на 100 километров потребляет примерно 12–20 кВт·ч потребляет электроэнергию. Поскольку скоростные ограничения в городе в Турции в основном находятся в диапазоне 30–50 км/ч, расход EV в этом сценарии заметно ниже, чем на дальних расстояниях. На автомагистрали при постоянной скорости 110–120 км/ч расход ~23 кВт·ч/100 км В для сравнения посмотрим на бензиновую сторону: бензиновые автомобили в городе потребляют в среднем 6–8 литров на 100 км, а на автомагистрали этот показатель составляет около ~6,5 литра - то есть у бензинового автомобиля кривая изгибается в противоположном направлении.
| Сценарий | Электромобиль | Бензиновый автомобиль |
|---|---|---|
| Город (30–50 км/ч, стоп-старт) | ~12–20 кВт·ч/100 км | ~6–8 л/100 км |
| Автомагистраль (110–120 км/ч постоянно) | ~23 кВт·ч/100 км | ~6,5 л/100 км |
| Преобладающее сопротивление | Преимущество низкой скорости в городе + рекуперация | Расход топлива в каждом сценарии |
| Наиболее эффективный диапазон скоростей | ~80–95 км/ч | Переменная, обычно постоянная средняя скорость |
Можно также сравнить в единицах энергии: 1 литр бензина содержит примерно 9,5 кВт·ч, 1 литр дизельного топлива - примерно 10,5 кВт·ч энергии. Исходя из этого эквивалента, автомобиль, сжигающий 4,1 литра бензина на 100 км, расходует энергию, равную примерно 39 кВт·ч - это в разы выше городского расхода современного EV.
Почему трафик Стамбула - преимущество для EV?
Отличительная черта стамбульского трафика - не плавное движение, а частые циклы остановки и повторного старта. Бензиновый автомобиль теряет энергию на каждом этапе этого цикла; он сжигает топливо даже на холостом ходу. У электромобиля же время ожидания не требует расхода энергии, а замедление после каждого повторного старта возвращает энергию в батарею благодаря рекуперации. Именно поэтому профили EV и подключаемых гибридов имеют структурное преимущество при городской эксплуатации в мегаполисах вроде Стамбула. Поездка на ~155 километров, например между Стамбулом и Бурсой, владельцами EV также описывается как малозатратный опыт - городская эффективность и запас хода для автомагистрали могут сочетаться в одном автомобиле.
Что говорит значение WLTP и чего ждать на самом деле?
Цифра запаса хода на дисплее берётся из цикла WLTP. WLTP - это тестовый цикл с относительно сбалансированным распределением между городской и загородной ездой, вдвое увеличивающий дистанцию и фазы движения по сравнению со старым стандартом NEDC. Он реалистичнее NEDC, поскольку включает и потери при зарядке; тем не менее это всё же лабораторный цикл, работающий по единому профилю. Более того, некоторые производители вместо WLTP используют CLTC или NEDC; в этом случае сравнивать брошюрные цифры двух EV напрямую - вводит в заблуждение.
Здоровее выстраивать ожидания по реальным условиям по каждому профилю. Общая картина по пользовательскому опыту такова: в городе ожидается запас хода на 10–15% выше WLTP, на автомагистрали - на 10–15% ниже WLTP. Независимые тесты в реальных условиях показывают, что расстояние, которое можно проехать на одном заряде, может быть до 30% ниже значения WLTP. Разница обусловлена климатом, стилем вождения, профилем скорости и вспомогательными нагрузками.
Как температура и кондиционирование меняют эту картину?
Вентиляция и климат-контроль - это второй слой, накладывающийся на разницу профилей. Отопление салона и кондиционированное охлаждение могут быстро расходовать батарею; на холоде и нагрузка на отопление, и снижение химической реактивности батареи уменьшают запас хода. В жару запас хода снижается по двум механизмам: включается активное охлаждение, чтобы батарея не перегревалась, и растет использование кондиционера. Называть какую-то единую цифру вроде «кондиционер всегда снижает запас хода на 10%» неверно; эффект зависит от наружной температуры, солнца, влажности, продолжительности поездки и целевой температуры в салоне. Знание того, что обогреватели сидений потребляют меньше энергии, чем кондиционеры, зимой имеет большое значение. Перед дальней поездкой довести батарею до идеальной температуры, пока автомобиль подключен к зарядке - то есть предварительное кондиционирование, - положительно влияет и на скорость зарядки, и на запас хода.
Эффективное вождение в соответствии с профилем и планирование дальней поездки
Стиль вождения оказывает большее влияние, чем управление вспомогательными системами, такими как отключение кондиционера. Несколько правил, проверенных для города:
- Плавно ускоряйтесь до целевой скорости; гонки на светофорах - самый дорогой враг запаса хода.
- Читайте дорогу и заранее отпускайте газ; это и экономит энергию, и максимально использует рекуперативное торможение.
- В городском режиме установите сильную ступень рекуперации; при профиле «старт-стоп» энергию лучше всего улавливать именно так.
- На скользкой дороге сильная рекуперация может снизить тягу, поэтому при плохих погодных условиях снижайте ступень.
- Если батарея полностью заряжена, рекуперативное торможение уменьшается или отключается - нет места для запасания энергии; это заметно в первые километры коротких поездок с полным зарядом.
На трассе же уравнение меняется. Поскольку сопротивление воздуха работает против вас, решающей становится дисциплина планирования. Маршрут должен быть построен заранее, следует проверить запас хода и время зарядки, предпочитать зарядку короткими интервалами вместо одной долгой и выбирать жилье с учетом зарядной инфраструктуры. Простые приготовления, такие как скачивание приложений зарядных станций и создание аккаунта до выезда, а также планирование с буфером времени, напрямую определяют качество поездки.
Частый вопрос: стоячий трафик и спор об one-pedal
Самое распространенное беспокойство тех, кто думает о переходе с бензина на электричество, - вопрос: «Не съедает ли запас хода стояние в пробке?» Ответ успокаивающий: в стоячем трафике электромобиль почти не расходует энергию, потому что нет холостого хода, а торможение после каждого нового старта возвращает энергию. Можно сказать, что тревога по поводу трафика - это ошибочный шаблон, перенесенный из бензиновых привычек.
Максимизирует ли вождение с одной педалью запас хода - вопрос спорный. Текущие анализы приходят к выводу, что режим одной педали столь же эффективен или чуть эффективнее, чем грамотное использование обычного торможения; распространено и мнение, что выбор режима сам по себе не является определяющим. Важна не архитектура педалей, а общий принцип: чем меньше резких торможений, тем больше рекуперации.
Сводная таблица: какого профиля чего ожидать
Реалистичные ожидания по запасу хода в зависимости от вашего сценария вождения можно свести к трём пунктам. В городском режиме вы можете немного превысить значение WLTP; рекуперация и низкая скорость работают в вашу пользу. Смешанный режим ближе всего к WLTP. На трассе при преимущественно скоростной езде закладывайте отклонение на 10-15% ниже WLTP, а при сложных скоростных и температурных условиях - отклонение до 30%. Настоящее решение проблемы тревоги о запасе хода - не батарея большего размера, а правильное понимание профиля использования.
Источники
- Сколько потребляют электромобили в городе и на трассе? - BYD Türkiye
- How to Maximise EV Range with Regenerative Braking - go-e.com
- How to maximise range on your electric car by the way you drive - GRIDSERVE
- Study on energy consumption characteristics of passenger cars - ScienceDirect (Lee, 2023)
- Answered: Your Questions on EV Aerodynamics - Dassault Systèmes SIMULIA
- Optimizing the Aerodynamic Efficiency of Electric Vehicles - IIETA
- Каков расход топлива (электроэнергии) электромобилей? - Bridgestone Türkiye
- Сколько расходует электромобиль на трассе? - Araclo
- Why Your EV Will Never Hit Its WLTP Range - go-e.com
- Electric Vehicle Range Testing: NEDC vs WLTP vs EPA - J.D. Power
- Факторы, влияющие на запас хода электромобилей - Borusan Oto
- Влияет ли кондиционер на запас хода электромобиля? - Yol Asist
- Tips for Long-Distance Travel with an Electric Vehicle - ChargeIQ
- Is One-Pedal Driving the Most Efficient for EVs? - The Watt Car
- Стоимость зарядки электромобиля на маршруте Стамбул - Бурса - Skywell Türkiye