عوامل مؤثر بر برد خودروهای برقی: چگونه مسافت پیمایش واقعی را تخمین بزنیم؟

در آزمایشگاه ملی آژانس حفاظت محیط زیست آمریکا (EPA) در شهر ان‌آربور ایالت میشیگان، یک خودروی برقی جدید روی دستگاه دینامومتر قرار گرفته است. در این محیط کنترل‌شده با دمای ایده‌آل، خودرو چرخه‌های شبیه‌سازی‌شده رانندگی شهری و بزرگراهی را طی می‌کند تا عدد نهایی برد روی برچسب شیشه آن چاپ شود. اما زمانی که یک خریدار همین خودرو را در یک روز سرد زمستانی در بزرگراهی کوهستانی می‌راند، متوجه می‌شود که مسافت طی‌شده با عدد ۳۳۳ مایلی (۵۳۵ کیلومتری) کاتالوگ همخوانی ندارد.

جاناتان الفالان، مدیر آزمایش خودرو در موسسه ادموندز (Edmunds)، در سپتامبر ۲۰۲۶ توضیح می‌دهد که چرا این تفاوت رخ می‌دهد: «بیشتر رانندگی‌ها در خودروهای برقی برای سفرهای جاده‌ای طولانی نیست، بلکه برای تردد در سطح شهر است». با این حال، زمانی که رانندگان وارد بزرگراه می‌شوند، متغیرهای فیزیکی به شدت تغییر می‌کنند و اینجاست که درک عوامل موثر بر مصرف باتری به یک مهارت ضروری برای مالکان تبدیل می‌شود.[1]

اولین و مهم‌ترین عامل، سرعت و شتاب‌گیری است. بر اساس مطالعه‌ای که در آوریل ۲۰۲۵ توسط محققان دانشگاه عثمان‌غازی ترکیه در ژورنال MDPI منتشر شد، سرعت خودرو و شتاب‌گیری ناگهانی اصلی‌ترین تعیین‌کننده‌های مصرف انرژی هستند. در سرعت‌های بالاتر از ۸۸ کیلومتر بر ساعت (۵۵ مایل بر ساعت)، مقاومت هوا (درگ آیرودینامیک) به صورت تصاعدی افزایش می‌یابد و موتور الکتریکی برای حفظ سرعت باید انرژی بسیار بیشتری از باتری استخراج کند.[2]

احمد آلپرن پولات، پژوهشگر ارشد این مطالعه، تاکید می‌کند که «دینامیک رانندگی مانند سرعت بالا و شتاب‌گیری ناگهانی، در کنار شیب جاده، به طور قابل‌توجهی مصرف انرژی و در نتیجه برد باقی‌مانده را شکل می‌دهند». رانندگی با سرعت ۱۱۳ کیلومتر بر ساعت (۷۰ مایل بر ساعت) در بزرگراه می‌تواند برد واقعی یک خودروی برقی را بین ۱۰ تا ۲۰ درصد نسبت به تخمین‌های ترکیبی EPA کاهش دهد، زیرا این تخمین‌ها بر اساس میانگین سرعت‌های پایین‌تر محاسبه شده‌اند.[1][2]

عامل دوم، توپوگرافی و شیب مسیر است. غلبه بر نیروی جاذبه در سربالایی‌ها انرژی بسیار زیادی از باتری طلب می‌کند. اگرچه سیستم ترمز احیاکننده (Regenerative Braking) در سراشیبی‌ها بخشی از این انرژی را به باتری بازمی‌گرداند، اما قوانین فیزیک حکم می‌کنند که این بازیافت هرگز صد درصد نیست. شرکت‌هایی مانند HERE Technologies اکنون داده‌های توپوگرافی جاده‌ها را در سیستم‌های ناوبری ادغام کرده‌اند تا افت برد در مسیرهای کوهستانی را پیش‌بینی کنند.[2][3]

عامل سوم که شاید بیشترین غافلگیری را برای مالکان جدید به همراه داشته باشد، دمای هوا و استفاده از سیستم تهویه مطبوع (HVAC) است. شرکت ژئوتپ (Geotab) در اکتبر ۲۰۲۵ با تحلیل داده‌های ۵.۲ میلیون سفر از ۴۲۰۰ خودروی برقی متصل، نشان داد که دمای بهینه برای بیشترین پیمایش، هوای معتدل بهاری است. در این دما، نه باتری برای گرم شدن تحت فشار است و نه کابین به خنک‌کننده نیاز دارد.[3]

در هوای بسیار سرد، واکنش‌های شیمیایی درون سلول‌های باتری کند می‌شود. اما مقصر اصلی کاهش برد در زمستان، سیستم گرمایش کابین است. برخلاف خودروهای بنزینی که گرمای هدررفته موتور را به داخل کابین هدایت می‌کنند، خودروهای برقی باید از انرژی ارزشمند باتری برای تولید گرما استفاده کنند. این امر می‌تواند در دماهای زیر صفر، برد خودرو را تا ۳۰ درصد کاهش دهد.[3]

برای مقابله با این افت، کارشناسان ژئوتپ پیشنهاد می‌کنند که رانندگان از سیستم پیش‌تهویه (Preconditioning) استفاده کنند. به این معنا که وقتی خودرو هنوز به شارژر متصل است، کابین و باتری را گرم کنند تا انرژی اولیه از شبکه برق شهری تامین شود، نه از باتری خودرو. همچنین استفاده از گرم‌کن صندلی و فرمان به جای گرم کردن کل هوای کابین، راهکاری بسیار کارآمد برای حفظ مسافت پیمایش است.[3]

وزن و بار اضافی نیز نقش خود را ایفا می‌کنند. حمل مسافران بیشتر، پر کردن صندوق عقب، یا نصب باربند روی سقف، هم وزن کلی را افزایش می‌دهد و هم آیرودینامیک خودرو را مختل می‌کند. حذف باربندهای خالی در زمانی که به آن‌ها نیازی نیست، می‌تواند مقاومت هوا را کاهش داده و مسافت پیمایش را در سفرهای طولانی بهبود بخشد.[3]

در نهایت، سبک رانندگی نرم و پیوسته کلید طلایی مدیریت باتری است. شتاب‌گیری‌های ملایم، حفظ سرعت ثابت با استفاده از کروز کنترل در بزرگراه‌ها، و پیش‌بینی ترافیک برای استفاده حداکثری از ترمز احیاکننده، به راننده اجازه می‌دهد تا کنترل کاملی بر مصرف انرژی داشته باشد. با پیشرفت فناوری باتری‌ها و دقیق‌تر شدن سیستم‌های تخمین مسافت، «اضطراب پیمایش» به تدریج جای خود را به «مدیریت هوشمندانه انرژی» می‌دهد.[2][3][4]