ทำไมจึงประหยัดน้ำมันมากขึ้นเมื่อวิ่งในเมือง? ความแตกต่างของการใช้พลังงานระหว่างเมืองและทางไกลในรถ EV

ในรถยนต์ไฟฟ้า การจราจรแบบหยุด-เคลื่อนไม่ใช่ศัตรูแต่เป็นมิตร เพราะระบบเบรกสร้างพลังงานย้อนกลับสามารถกู้คืนพลังงานที่สูญเสียได้ถึงหนึ่งในห้า ขณะที่ความเร็วคงที่บนทางด่วนกลับพ่ายแพ้ให้กับแรงต้านอากาศ
ในรถยนต์ไฟฟ้า การจราจรแบบหยุด-เคลื่อนไม่ใช่ศัตรูแต่เป็นมิตร เพราะระบบเบรกสร้างพลังงานย้อนกลับสามารถกู้คืนพลังงานที่สูญเสียได้ถึงหนึ่งในห้า ขณะที่ความเร็วคงที่บนทางด่วนกลับพ่ายแพ้ให้กับแรงต้านอากาศ

แชร์หน้านี้

รถยนต์ไฟฟ้าใช้พลังงานน้อยกว่าในเมือง เพราะในการจราจรแบบหยุด-เคลื่อนที่ เมื่อชะลอความเร็ว พลังงานจะถูกกู้คืนด้วยระบบเบรกสร้างพลังงานไฟฟ้าย้อนกลับ และที่ความเร็วต่ำ แรงต้านอากาศอยู่ในระดับต่ำที่สุด ส่วนบนทางด่วน การเบรกเกิดขึ้นไม่บ่อย ความเร็วสูงที่คงที่บังคับให้รถต้องถูกผลักไปข้างหน้าตลอดเวลา และแรงต้านอากาศกลายเป็นปัจจัยหลักของการใช้พลังงาน นั่นคือการรับรู้แบบยุครถเบนซินที่ว่า "รถสำหรับใช้ในเมืองกินน้ำมันมาก" กลับหัวกลับหางในรถยนต์ไฟฟ้า

เด่นๆ

  • เบรกสร้างพลังงานไฟฟ้าย้อนกลับสามารถกู้คืนพลังงานได้ประมาณ 20%: ในการเดินทาง 100 กิโลเมตร จะได้ระยะทางคืนประมาณ 20 กิโลเมตร
  • ที่ความเร็วของทางด่วน แรงต้านอากาศคิดเป็นมากกว่า 50% ของพลังงานที่ใช้ในการผลักรถไปข้างหน้า
  • รถ EV ทั่วไปในเมืองใช้พลังงานประมาณ 12-20 kWh ต่อ 100 กม. ที่ความเร็วทางด่วน 110-120 กม./ชม. ตัวเลขนี้เพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 23 kWh
  • ระยะทางในโลกจริงอาจต่ำกว่าค่า WLTP ได้ถึง 30% ตามการทดสอบของ ADAC
  • รถ EV ไม่มีแนวคิดเรื่องการจอดรอบคอเบิล: เมื่อรอในการจราจร เครื่องยนต์ไม่ใช้พลังงาน

ทำไมรถยนต์ไฟฟ้าจึงกินพลังงานน้อยกว่าในเมือง?

Şehirde her kırmızı ışık, elektrikli araç için bir kayıp değil rejeneratif frenajla bataryaya geri dönen bir enerji kazanımıdır.

การจราจรในเมืองเป็นบทลงโทษสำหรับรถเบนซิน: เมื่อจอดที่ไฟแดง เครื่องยนต์ยังทำงานต่อไป ทุกการเร่งความเร็วเกิดขึ้นในช่วงที่ไม่มีประสิทธิภาพที่สุด และพลังงานที่สูญเสียไปกับการเบรกจะกลายเป็นความร้อนที่ผ้าเบรกแล้วสูญหายไป ในรถยนต์ไฟฟ้า ทั้งสามข้อนี้ตรงกันข้าม ขณะที่มอเตอร์หยุดทำงาน จะไม่ใช้พลังงาน ไม่มีแนวคิดเรื่องการจอดรอบคอเบิล การเร่งความเร็วเกิดขึ้นในช่วงที่มอเตอร์ไฟฟ้าสบายที่สุดบนเส้นโค้งประสิทธิภาพของมอเตอร์ และการเบรกกลายเป็นการกู้คืน ไม่ใช่การสูญเสีย ด้วยระบบเบรกสร้างพลังงานไฟฟ้าย้อนกลับ

หลักการทำงานของเบรกสร้างพลังงานไฟฟ้าย้อนกลับนั้นง่าย: เมื่อคุณปล่อยคันเร่งหรือชะลอความเร็ว มอเตอร์ไฟฟ้าจะกลายเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า แปลงพลังงานจลน์ของรถเป็นไฟฟ้าแล้วส่งกลับไปยังแบตเตอรี่ พลังงานนี้สามารถนำมาใช้ใหม่ได้ ในรถเบนซิน พลังงานช่วงเวลาที่เบรกจะสูญหายอย่างถาวร ส่วนในรถยนต์ไฟฟ้า ช่วงสำคัญของเส้นทางจะถูกเดินทาง "ฟรี" สองครั้ง

ระบบสร้างพลังงานย้อนกลับให้กำไรกี่ kWh?

ลองดูตัวอย่างเชิงตัวเลข บนเส้นทางบ้าน-ที่ทำงานระยะ 42 กิโลเมตรที่มีทางลาดชันเป็นหลัก เมื่อตั้งค่าการสร้างพลังงานย้อนกลับไว้ที่ระดับสูงเป็นอันดับสอง จะสามารถกู้คืนพลังงานได้ประมาณ 4 kWhตลอดการเดินทาง และใช้พลังงานสุทธิจากแบตเตอรี่เพียง 2 kWh หากเดินทางเส้นทางเดียวกันในทิศทางกลับ - พร้อมการไต่ระดับสูงประมาณ 900 เมตร - ภาพจะกลับด้าน: การใช้พลังงานเพิ่มเป็น 8 kWh ขณะที่การกู้คืนลดลงต่ำกว่า 2 kWh ข้อความชัดเจน: การสร้างพลังงานย้อนกลับไม่สามารถพิจารณาแยกจากลักษณะเส้นทางและสภาพการจราจรได้

การประมาณการแสดงให้เห็นว่าเบรกสร้างพลังงานไฟฟ้าย้อนกลับกู้คืนพลังงานได้ประมาณ 20% - นั่นคือในการเดินทาง 100 ไมล์ จะได้ระยะทางคืนประมาณ 20 ไมล์ แม้การมีส่วนร่วมนี้จะถูกมองข้ามได้บนทางด่วน แต่ในการจราจรในเมืองที่ต้องหยุด-เคลื่อนที่บ่อยครั้ง คือสภาพแวดล้อมที่เบรกสร้างพลังงานไฟฟ้าย้อนกลับ "เปล่งประกาย" มากที่สุด ในการลงทางชันลาดยาว ก็สามารถเก็บพลังงานได้ในปริมาณที่น่าประหลาดใจเช่นกัน งานวิจัยทางวิชาการที่มาจากอังกฤษยืนยันว่าระดับการเรเจนเนอเรชันที่สูงขึ้นช่วยให้กู้คืนพลังงานได้มากขึ้นและการสิ้นเปลืองสุทธิลดลง

ยังมีด้านการขับขี่ในทางปฏิบัติอีกด้วย: ในระดับการเรเจนเนอเรชันที่แรง คุณสามารถขับรถได้โดยแทบไม่ต้องเหยียบเบรกเลย เพียงควบคุมคันเร่งเท่านั้น สิ่งนี้เรียกว่า one-pedal driving และไม่ได้มีให้ในทุกรุ่น การปล่อยคันเร่งหมายถึงการเบรก นั่นคือระดับการเรเจนเนอเรชันที่แรงที่สุด คนขับที่อ่านถนนล่วงหน้าและปล่อยคันเร่งได้ทันเวลา จะช่วยประหยัดทั้งผ้าเบรกและ kWh ไปพร้อมกัน

ไฟเบรกสว่างเมื่อไร?

การเบรกแบบเรเจนเนอเรชันเป็นประเด็นด้านวิศวกรรมไฟฟ้าเท่าเทียมกับเป็นประเด็นด้านความปลอดภัยในการจราจร ขณะที่รถของคุณชะลอความเร็ว คนขับที่อยู่ข้างหลังต้องมองเห็นคุณ กฎในทางปฏิบัติทำงานดังนี้: เมื่อการชะลอความเร็วอยู่ต่ำกว่า 0.7 m/s² ไฟเบรกโดยทั่วไปจะไม่สว่าง ในช่วง 0.7–1.3 m/s² ขึ้นอยู่กับผู้ผลิต และเมื่อเกิน 1.3 m/s² ไฟเบรกจำเป็นต้องสว่างในหลายประเทศ นั่นหมายความว่าความรุนแรงของการเรเจนเนอเรชันส่งผลโดยตรงต่อว่ารถที่อยู่ข้างหลังคุณจะสังเกตเห็นคุณได้เร็วเพียงใด

เหตุใดการสิ้นเปลืองจึงเพิ่มขึ้นบนทางด่วน: ฟิสิกส์ของแรงต้านอากาศ

ยิ่งความเร็วสูงขึ้น แรงต้านสองชนิดที่รถต้องต่อสู้ก็จะเข้ามามีบทบาท: แรงต้านการกลิ้งและแรงต้านอากาศ แรงต้านการกลิ้งเปลี่ยนแปลงแบบเชิงเส้นตามความเร็วเป็นส่วนใหญ่ ในขณะที่แรงต้านอากาศเพิ่มขึ้นแบบเลขชี้กำลังตามความเร็ว ด้วยเหตุนี้ เหนือความเร็วของพิกัดใดๆ แรงต้านอากาศพลศาสตร์จึงกลายเป็นแรงที่มีอำนาจเหนือกว่า เหนือ 60 km/h พลังงานราว 30–40% ถูกใช้ไปเพียงเพื่อเจาะทะลุอากาศ ที่ความเร็วทางด่วน สัดส่วนนี้เกิน 50% ที่ 130 km/h มีกำลังของรถถึง สูงสุด 80% ถูกใช้เพื่อต้านแรงต้านอากาศพลศาสตร์

รถยนต์ไฟฟ้าไวต่อเส้นโค้งนี้เป็นพิเศษ เพราะมอเตอร์ไฟฟ้าได้ประสิทธิภาพที่ความเร็วสูงน้อยกว่าเครื่องยนต์เบนซิน ผลในทางปฏิบัติ: รถ EV มีประสิทธิภาพสูงสุดในช่วงประมาณ 80–95 km/h ความเร็ว 60 mph แทนที่จะเป็น 70 mph บนทางด่วนก็ช่วยเพิ่มระยะทางที่วัดได้จริง ส่วน 130 km/h เป็นความเร็วที่รู้กันว่าเพิ่มการสิ้นเปลืองของ EV อย่างมีนัยสำคัญ

ปัจจัยที่สองคือการขาดการเรเจนเนอเรชัน ในการขับบนทางด่วนอย่างต่อเนื่องแทบไม่มีการชะลอความเร็วเลย การกู้คืนพลังงานจึงเข้าใกล้ศูนย์ตามไปด้วย ขณะที่ในเมืองทุกการจอดหมายถึงการชาร์จเล็กน้อย บนทางด่วนพลังงานไหลทางเดียว การรวมกันของสองปัจจัย คือ แรงต้านอากาศสูงและการเรเจนเนอเรชันเป็นศูนย์ คือคำอธิบายที่สมบูรณ์ว่าเหตุใดการสิ้นเปลืองบนทางด่วนจึงสูงกว่าในเมือง

โปรไฟล์การสิ้นเปลืองในเมืองและบนทางด่วนเทียบกับตัวเลข

รถยนต์ไฟฟ้าโดยเฉลี่ยใช้ไฟฟ้าประมาณ 12–20 kWh ต่อ 100 กิโลเมตร เนื่องจากความเร็วจำกัดในเมืองใน Türkiye ส่วนใหญ่อยู่ในช่วง 30–50 km/h การสิ้นเปลืองของ EV ในสถานการณ์นี้จึงต่ำกว่าการเดินทางไกลอย่างชัดเจน บนทางด่วนที่ความเร็วคงที่ 110–120 km/h การสิ้นเปลืองเพิ่มขึ้นถึงระดับ ~23 kWh/100 km เพื่อเปรียบเทียบ มาดูฝั่งเครื่องยนต์เบนซินกัน: รถยนต์เบนซินในเมืองใช้เฉลี่ย 6–8 ลิตรต่อ 100 กม. ในขณะที่บนทางด่วนตัวเลขนี้อยู่ราว ~6.5 ลิตร - กล่าวคือเส้นกราฟของรถเบนซินโค้งไปในทิศทางตรงข้าม

สถานการณ์ยานยนต์ไฟฟ้ายานยนต์เบนซิน
ในเมือง (30–50 กม./ชม., หยุด-ขับ)~12–20 kWh/100 กม.~6–8 ลิตร/100 กม.
ทางด่วน (110–120 กม./ชม. คงที่)~23 kWh/100 กม.~6.5 ลิตร/100 กม.
แรงต้านที่มีผลเด่นข้อได้เปรียบที่ความเร็วต่ำในเมือง + การฟื้นพลังงาน (Regeneration)การใช้เชื้อเพลิงในทุกสถานการณ์
แถบความเร็วที่ประหยัดที่สุด~80–95 กม./ชม.แปรผัน โดยทั่วไปคือความเร็วกลางแบบคงที่

เปรียบเทียบด้วยหน่วยพลังงานได้เช่นกัน: เบนซิน 1 ลิตรมีพลังงานประมาณ 9.5 kWh และดีเซล 1 ลิตรมีพลังงานประมาณ 10.5 kWh จากความเทียบเท่านี้ ยานยนต์ที่ใช้เบนซิน 4.1 ลิตรต่อ 100 กม. จะใช้พลังงานราว 39 kWh ซึ่งสูงกว่าการใช้พลังงานในเมืองของ EV ยุคใหม่หลายเท่าตัว

ทำไมการจราจรในอิสตันบูลจึงเป็นข้อได้เปรียบของ EV?

ลักษณะเด่นของการจราจรในอิสตันบูลคือการขับขี่อย่างลื่นไหลไม่ใช่ หากแต่เป็นวงจรการหยุดบ่อยครั้งและการเคลื่อนที่ซ้ำ ยานยนต์เบนซินจะสูญเสียพลังงานในทุกขั้นตอนของวงจรนี้ แม้แต่การจอดรถเดินเครื่องก็ยังเผาไหม้เชื้อเพลิง ส่วนยานยนต์ไฟฟ้านั้น ช่วงเวลารอคอยไม่มีการใช้พลังงาน และการชะลอความเร็วหลังจากการเคลื่อนที่แต่ละครั้ง จะส่งพลังงานกลับเข้าแบตเตอรี่ผ่านการฟื้นพลังงาน (Regeneration) ด้วยเหตุนี้เอง EV และยานยนต์ไฮบริดแบบชาร์จไฟได้จึงมีข้อได้เปรียบเชิงโครงสร้างในการใช้งานในเมืองของมหานครอย่างอิสตันบูล การเดินทางระยะราว 155 กิโลเมตรอย่างเส้นทางอิสตันบูล–บูร์ซา ก็ถูกเจ้าของ EV บรรยายว่าเป็นประสบการณ์ที่ต้นทุนต่ำ - ประสิทธิภาพในเมืองและระยะทางบนทางด่วนสามารถอยู่รวมกันได้ในยานยนต์คันเดียว

ค่า WLTP บอกอะไร และควรคาดหวังอะไรในความเป็นจริง?

ตัวเลขระยะทางบนหน้าปัดมาจากวงจรทดสอบ WLTP WLTP เป็นวงจรทดสอบที่จัดสรรการกระจายระหว่างการขับขี่ในเมืองและนอกเมืองอย่างค่อนข้างสมดุล และเพิ่มระยะทางและระยะการขับขี่เป็นสองเท่าเมื่อเทียบกับมาตรฐาน NEDC แบบเดิม เนื่องจากรวมการสูญเสียระหว่างการชาร์จด้วย จึงสมจริงกว่า NEDC แต่ก็ยังเป็นวงจรทดสอบในห้องแล็บ และทำงานบนโปรไฟล์เดียวเท่านั้น ยิ่งไปกว่านั้น ผู้ผลิตบางรายใช้ CLTC หรือ NEDC แทน WLTP ในกรณีเช่นนี้ การเอาตัวเลขจากโบรชัวร์ของ EV สองคันมาเทียบกันตรงๆ จะทำให้เข้าใจผิด

การตั้งความคาดหวังในโลกจริงตามโปรไฟล์แต่ละแบบจะดีกว่า ภาพรวมจากประสบการณ์ของผู้ใช้มีดังนี้: ในเมืองคาดว่าจะได้ระยะทางสูงกว่าค่า WLTP 10–15% ส่วนบนทางด่วนคาดว่าจะได้ระยะทางต่ำกว่าค่า WLTP 10–15% การทดสอบในโลกจริงอย่างเป็นอิสระแสดงให้เห็นว่า ระยะทางที่วิ่งได้ในการชาร์จหนึ่งครั้งอาจต่ำกว่าค่า WLTP ได้ถึง 30% ความต่างในระหว่างนี้มาจากภูมิอากาศ สไตล์การขับขี่ โปรไฟล์ความเร็ว และภาระระบบเสริมต่างๆ

อุณหภูมิและเครื่องปรับอากาศเปลี่ยนภาพนี้อย่างไร?

การระบายอากาศและการปรับอากาศคือชั้นที่สองที่ซ้อนทับกับความต่างของโปรไฟล์ การทำความร้อนในห้องโดยสารและการทำความเย็นด้วยเครื่องปรับอากาศสามารถใช้แบตเตอรี่อย่างรวดเร็ว ในอากาศเย็น ทั้งภาระการทำความร้อนและปฏิกิริยาเคมีของแบตเตอรี่ล้วนดึงระยะทางให้ลดลง ในอากาศร้อน ระยะทางจะลดลงด้วยสองกลไก: ระบบระบายความร้อนแบบแอกทีฟจะทำงานเพื่อไม่ให้แบตเตอรี่ร้อนเกินไป และการใช้เครื่องปรับอากาศก็เพิ่มขึ้น การระบุอัตราเดียวแบบ "ระบบปรับอากาศลดระยะทางเดินทางลง 10% เสมอ" นั้นเป็นสิ่งที่ไม่ถูกต้อง; ผลกระทบแปรผันตามอุณหภูมิภายนอก แสงแดด ความชื้น ระยะเวลาการเดินทาง และอุณหภูมิห้องโดยสารเป้าหมาย การรู้ว่าเครื่องทำความร้อนเบาะใช้พลังงานน้อยกว่าระบบปรับอากาศช่วยสร้างความแตกต่างได้ในช่วงเดือนหนาว การปรับแบตเตอรี่ให้ถึงอุณหภูมิที่เหมาะสมขณะเสียบปลั๊กก่อนการเดินทางระยะไกล กล่าวคือการปรับสภาพล่วงหน้า ส่งผลดีต่อทั้งความเร็วในการชาร์จและระยะทางเดินทาง

การขับขี่อย่างมีประสิทธิภาพและการวางแผนการเดินทางระยะไกลตาม Profie

สไตล์การขับขี่มีผลกระทบมากกว่าการบริหารจัดการระบบเสริมอย่างการปิดระบบปรับอากาศ กฎที่ได้รับการพิสูจน์สำหรับการขับในเมืองมีดังนี้:

  • เร่งความเร็วอย่างราบรื่นจนถึงความเร็วเป้าหมาย; การแข่งกับไฟจราจรคือศัตรูที่แพงที่สุดของระยะทางเดินทาง
  • อ่านถนนล่วงหน้าแล้วปล่อยคันเร่งเร็ว; วิธีนี้ช่วยประหยัดพลังงานและเพิ่มประสิทธิภาพการเบรกผ่านระบบฟื้นพลังงานสูงสุด
  • ในการใช้งานในเมือง ให้ตั้งระบบฟื้นพลังงานไว้ที่ระดับที่แรง; ในสภาพการจราจรแบบหยุด-เคลื่อน คุณจะได้พลังงานคืนมาดีที่สุดด้วยวิธีนี้
  • ลดระดับการฟื้นพลังงานลงในสภาพอากาศเลวร้าย เพราะการฟื้นพลังงานที่แรงบนพื้นผิวลื่นอาจลดแรงยึดเกาะถนนได้
  • หากแบตเตอรี่ชาร์จเต็ม การเบรกผ่านระบบฟื้นพลังงานจะลดลงหรือปิดการทำงาน เนื่องจากไม่มีที่เก็บพลังงาน; สิ่งนี้จะสังเกตเห็นได้ในกิโลเมตรแรกของการเดินทางระยะสั้นที่ออกเดินทางด้วยแบตเตอรี่เต็ม

แต่บนทางไกลสมการจะเปลี่ยนไป เนื่องจากแรงต้านอากาศไม่ได้ทำงานเพื่อคุณ วินัยในการวางแผนจึงเป็นตัวชี้ขาด ควรวางเส้นทางล่วงหน้า ตรวจสอบระยะทางและเวลาชาร์จ เลือกชาร์จเป็นช่วงสั้นๆ แทนการชาร์จเดียวยาวๆ และเลือกที่พักตามโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จ การดาวน์โหลดแอปสถานีชาร์จและเปิดบัญชีก่อนออกเดินทาง และการเตรียมการง่ายๆ เช่นการวางแผนโดยเผื่อเวลาสำรอง กำหนดคุณภาพของการเดินทางโดยตรง

คำถามที่พบบ่อย: การจราจรแบบหยุด-ติดค้างและการถกเถียงเรื่อง one-pedal

ความกังวลที่พบมากที่สุดของผู้ที่กำลังคิดเปลี่ยนจากรถเบนซินมาเป็นรถไฟฟ้าคือคำถามว่า "การนั่งติดไฟแดงเปลืองระยะทางเดินทางหรือไม่?" คำตอบช่วยคลายกังวลได้: รถไฟฟ้าในการจราจรแบบหยุด-ติดค้างแทบไม่ใช้พลังงานเลย เพราะไม่มีการจอดรอบอยู่ค้างเครื่อง และการเบรกหลังการออกตัวแต่ละครั้งส่งพลังงานคืนมา อาจกล่าวได้ว่าความกังวลเรื่องการจราจรเป็นรูปแบบความเข้าใจผิดที่ถ่ายทอดมาจากนิสัยยุครถเบนซิน

ส่วนว่าการขับแบบ one-pedal ช่วยเพิ่มระยะทางเดินทางสูงสุดหรือไม่นั้นยังเป็นที่ถกเถียง การวิเคราะห์ที่มีอยู่สรุปว่าโหมดเบรกเดียวให้ประสิทธิภาพเท่าเทียมหรือดีกว่าการใช้เบรกแบบแมนนวลที่ทำได้ดีเพียงเล็กน้อย; โดยมีความเห็นที่แพร่หลายว่าการเลือกโหมดเพียงอย่างเดียวไม่ใช่ตัวชี้ขาด สิ่งสำคัญไม่ใช่สถาปัตยกรรมแป้นเหยียบ แต่เป็นหลักการโดยรวม: ยิ่งเบรกแรงน้อยลงเท่าไร ยิ่งได้พลังงานคืนมามากขึ้นเท่านั้น

ตารางสรุป: โปรไฟล์ใด ควรคาดหวังอะไร

สามารถสรุปความคาดหวังระยะทางเดินทางที่สมจริงตามสถานการณ์การขับขี่ของคุณได้ในสามหัวข้อ ในการใช้งานในเมือง คุณอาจได้ระยะทางเกินค่า WLTP เล็กน้อย; การฟื้นพลังงานและความเร็วต่ำทำงานเพื่อคุณ การใช้งานแบบผสมเป็นช่วงที่ใกล้เคียงกับค่า WLTP ที่สุด ส่วนการเดินทางระยะไกลที่เน้นมอเตอร์เวย์ ให้คำนึงถึงค่าที่ต่ำกว่า WLTP 10-15% และค่าที่เบี่ยงเบนได้ถึง 30% ในสภาวะความเร็วและอุณหภูมิที่ท้าทาย ทางออกที่แท้จริงของความกังวลเรื่องระยะทางไม่ใช่แบตเตอรี่ที่ใหญ่ขึ้น แต่คือการอ่านโปรไฟล์การใช้งานให้ถูกต้อง

แหล่งอ้างอิง