Появление электромобилей (EV) произвело революцию в автомобильной промышленности. Однако одной из основных проблем, сдерживающих широкое распространение EV, стала боязнь водителей не успеть доехать до места назначения до того, как аккумулятор полностью зарядится. В этом материале рассказываем, как работает система оценки запаса хода Tesla. Технология представляет собой сложный алгоритм, который в режиме реального времени учитывает множество факторов, чтобы предоставить водителю точный прогноз оставшихся километров.
Оценка окружающей среды
Окружающая среда играет важную роль в определении дальности хода. Скорость и направление ветра могут существенно повлиять на дальность хода любого электромобиля. Встречный ветер увеличивает аэродинамическое сопротивление, заставляя электромоторы работать интенсивнее и потреблять больше энергии. И наоборот, попутный ветер уменьшает аэродинамическое сопротивление, позволяя автомобилю проехать большее расстояние на одной зарядке. Так, бортовой компьютер Tesla постоянно отслеживает силу и направления ветра в режиме реального времени. Затем полученные данные интегрируются с алгоритмом оценки запаса хода.
На дальность поездки влияет и ландшафт дороги. Подъём в горку требует дополнительной энергии для преодоления силы тяжести, что сокращает запас хода автомобиля. А спуск обеспечивает рекуперативное торможение, при котором электромоторы автомобиля работают как генераторы, собирая энергию и увеличивая запас хода. Система Tesla включает данные о высоте над уровнем моря, чтобы учесть влияние рельефа на запас хода. При планировании маршрута навигационная система учитывает изменения высоты по пути следования и соответствующим образом корректирует оценку дальности поездки.
Температура на улице тоже имеет значение. Экстремальные температуры, как жаркие, так и холодные, могут повлиять на работу аккумулятора и, как следствие, на запас хода. Жара приводит к перегреву батареи, что снижает её эффективность и запас хода. А мороз замедляет химические реакции внутри батареи, и это тоже снижает её эффективность.
Стиль вождения
Поведение за рулём играет важную роль. Агрессивное вождение с частыми и резкими ускорениями и замедлениями сокращает запас хода. Быстрое ускорение заставляет электромоторы работать интенсивнее, потребляя больше энергии. А плавный разгон экономит энергию, увеличивая запас хода. Аналогично резкое торможение, при котором происходит быстрое замедление, преобразует кинетическую энергию в тепло, а не забирает её с помощью рекуперативного торможения, что приводит к сокращению запаса хода.
Дорожные условия также могут повлиять на запас хода. Движение с частыми ускорениями и замедлениями сокращает километры из-за повышенного потребления энергии при таких манёврах. А движение с постоянной средней скоростью, например, по шоссе, увеличивает запас хода за счёт снижения потребления энергии. Оценка дальности поездки в Tesla рассчитывает дорожную обстановку в реальном времени, используя данные от датчиков движения и навигационных служб. При планировании маршрута навигационная система учитывает загруженность дорог и соответствующим образом корректирует оценку дальности поездки.
Специфические характеристики
Такие специфические характеристики, как полная масса автомобиля, коэффициент аэродинамического сопротивления и сопротивление качению, тоже немаловажны.
Полной массой называют общий вес, включая сам автомобиль, пассажиров, груз и любое дополнительное оборудование. Чем тяжелее автомобиль, тем больше он потребляет энергию, поскольку электромоторы вынуждены работать интенсивнее, чтобы сдвинуть с места более тяжёлый груз. И наоборот, чем меньше внутри машины сидит людей и лежит багажа, тем меньше потребляется энергии, соответственно, машина может проехать больше.
Аэродинамическое сопротивление — это сила, противодействующая движению объекта по воздуху. Форма и размер автомобиля влияют на аэродинамическое сопротивление, причём более низкий коэффициент аэродинамического сопротивления свидетельствует о лучшей аэродинамической эффективности. Если просто, то чем плавнее и обтекаемее линии кузова, тем большее расстояние сможет проехать электромобиль на одной зарядке.
Сопротивление качению — это трение между шинами и дорожным покрытием. Это сила, которая противодействует движению автомобиля и расходует энергию. На сопротивление качению влияют давление в шинах, тип шин и состояние дорожного покрытия. Повышенное сопротивление приводит к увеличению расхода энергии и снижению дальности поездки.
Кроме того, на запас влияют начальный процент заряда и температура батареи, потребление системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и ещё множество факторов.