برد پیمایش (Range) یا مسافت قابل طی کردن، یکی از اساسی‌ترین مشخصات فنی هر وسیله نقلیه است و به حداکثر مسافتی اشاره دارد که خودرو می‌تواند با یک بار شارژ کامل باتری (در خودروهای برقی) یا یک باک پر از سوخت (در خودروهای احتراق داخلی و هیبریدی) طی کند. این مشخصه برای خریداران بالقوه خودروهای برقی (EVs) اغلب مهم‌ترین عامل تصمیم‌گیری و همچنین منبع اصلی نگرانی یا اضطراب برد (Range Anxiety) است. درک نحوه اندازه‌گیری برد پیمایش و عواملی که بر آن تأثیر می‌گذارند، برای استفاده بهینه از خودروهای برقی و هیبریدی حیاتی است.
برد پیمایش در خودروهای برقی و نحوه اندازه‌گیری آن
در خودروهای برقی باتری‌دار (BEVs)، برد پیمایش مستقیماً به ظرفیت انرژی باتری و میزان مصرف انرژی خودرو بستگی دارد. فرمول ساده‌شده برای تخمین برد عبارت است از:
یا به شکل رایج‌تر که مصرف انرژی بر حسب کیلووات ساعت در ۱۰۰ کیلومتر بیان می‌شود:
برای ارائه ارقام قابل مقایسه، برد پیمایش خودروهای برقی تحت چرخه‌های آزمایشی استاندارد در شرایط آزمایشگاهی اندازه‌گیری می‌شود. رایج‌ترین این چرخه‌ها عبارتند از:
- WLTP (Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Procedure): این چرخه استانداردی جهانی و نسبتاً جدیدتر است که سعی در شبیه‌سازی واقعی‌تر شرایط رانندگی (شامل سرعت‌های مختلف، شتاب‌گیری و ترمزگیری‌های متنوع) دارد و ارقام برد حاصل از آن معمولاً نزدیک‌تر به واقعیت نسبت به چرخه‌های قدیمی‌تر هستند.
- EPA (Environmental Protection Agency): استاندارد مورد استفاده در ایالات متحده آمریکا. این چرخه معمولاً سخت‌گیرانه‌تر از WLTP است و ارقام برد کمتری را ارائه می‌دهد که اغلب محافظه‌کارانه‌تر و نزدیک‌تر به تجربه واقعی رانندگی در شرایط متنوع آمریکاست.
- NEDC (New European Driving Cycle): این چرخه قدیمی‌ترین استاندارد رایج بود که اکنون در اروپا با WLTP جایگزین شده است. NEDC شرایط رانندگی بسیار ایده‌آل و غیرواقعی را شبیه‌سازی می‌کرد و معمولاً ارقام برد بسیار بالاتری نسبت به WLTP و EPA ارائه می‌دهد که کمتر قابل اعتماد هستند. متأسفانه، هنوز هم مشخصات برخی خودروها بر اساس چرخه NEDC ارائه می‌شود.
عوامل مؤثر بر برد پیمایش واقعی
برد پیمایش اعلام شده بر اساس چرخه‌های استاندارد، تنها یک معیار مرجع است. برد واقعی خودروی برقی در شرایط رانندگی روزمره می‌تواند به طور قابل توجهی متفاوت باشد و تحت تأثیر عوامل زیر قرار می‌گیرد:
- سبک رانندگی: رانندگی تهاجمی (شتاب‌گیری‌های شدید و ترمزگیری‌های ناگهانی) مصرف انرژی را افزایش و برد را کاهش می‌دهد. رانندگی آرام‌تر و استفاده مؤثر از ترمز احیاکننده (Regenerative Braking) در کاهش سرعت، به بازیابی انرژی و افزایش برد کمک می‌کند.
- سرعت رانندگی: همانطور که در مبحث آیرودینامیک اشاره شد، نیروی مقاومت هوا (پسار) با مجذور سرعت افزایش می‌یابد. در سرعت‌های بالا (مانند رانندگی در بزرگراه‌ها)، غلبه بر مقاومت هوا به عامل اصلی مصرف انرژی تبدیل شده و برد خودروی برقی به شدت کاهش می‌یابد.
- دما: دماهای بسیار پایین می‌تواند راندمان باتری را کاهش داده و استفاده از سیستم گرمایش کابین نیز انرژی باتری را مصرف می‌کند و برد را کاهش می‌دهد. دماهای بسیار بالا نیز می‌تواند بر راندمان باتری و نیاز به سیستم خنک‌کاری تأثیر بگذارد.
- توپوگرافی مسیر: رانندگی در سربالایی به انرژی بیشتری نیاز دارد و برد را کاهش می‌دهد. رانندگی در سرازیری با استفاده از ترمز احیاکننده می‌تواند بخشی از انرژی مصرف شده را بازیابی کند.
- استفاده از تجهیزات رفاهی: استفاده از سیستم تهویه مطبوع (کولر)، گرمایش، سیستم صوتی و سایر لوازم الکتریکی، انرژی باتری را مصرف کرده و برد را کاهش می‌دهد.
- وزن سرنشینان و بار: حمل بار یا سرنشین بیشتر، وزن خودرو را افزایش داده و منجر به مصرف انرژی بالاتر و برد کمتر می‌شود.
- فشار تایر و نوع تایر: تایرهایی با فشار مناسب و مقاومت غلتشی پایین‌تر به افزایش برد کمک می‌کنند.
برد پیمایش در خودروهای هیبریدی
در خودروهای هیبریدی، مفهوم برد پیمایش می‌تواند دو جنبه داشته باشد:
- برد پیمایش کل (Total Range): حداکثر مسافتی که خودرو می‌تواند با استفاده ترکیبی از موتور احتراق داخلی و سیستم الکتریکی، با باک پر سوخت و باتری شارژ شده طی کند. این برد معمولاً بسیار بالا و قابل مقایسه یا بیشتر از خودروهای بنزینی مشابه است.
- برد پیمایش تمام الکتریکی (All-Electric Range – AER): این مفهوم بیشتر برای هیبریدی‌های پلاگین (PHEVs) مطرح است و به حداکثر مسافتی اشاره دارد که خودرو می‌تواند صرفاً با استفاده از انرژی ذخیره شده در باتری (بدون روشن شدن موتور بنزینی) طی کند. این برد معمولاً محدودتر از برد کل و وابسته به ظرفیت باتری کوچک‌تر در مقایسه با BEVs است.
برد پیمایش و سایر مفاهیم خودروهای برقی
برد پیمایش ارتباط تنگاتنگی با سایر مفاهیم کلیدی در دنیای خودروهای برقی دارد:
- ظرفیت باتری (kWh): هرچه ظرفیت باتری بیشتر باشد (با فرض ثابت بودن سایر عوامل)، برد پیمایش نیز بیشتر خواهد بود.
- مصرف انرژی: هرچه مصرف انرژی خودرو (بر حسب kWh/100km) کمتر باشد، برد پیمایش بیشتری خواهد داشت.
- زیرساخت شارژ: وجود ایستگاه‌های شارژ در مسیر، به‌خصوص ایستگاه‌های شارژ سریع DC، نگرانی در مورد برد را کاهش داده و امکان سفرهای طولانی‌تر را فراهم می‌کند.
- فناوری باتری: پیشرفت در فناوری باتری (مانند افزایش چگالی انرژی در باتری‌های لیتیوم یون و نوید باتری‌های حالت جامد) مستقیماً به افزایش برد پیمایش نسل‌های آینده خودروهای برقی منجر می‌شود.
برد پیمایش در بازار خودروی ایران
برای خودروهای برقی و هیبریدی وارداتی به ایران، ارقام برد پیمایش اعلام شده در مشخصات فنی اهمیت بالایی دارد. این ارقام ممکن است بر اساس چرخه‌های NEDC یا WLTP باشند. با توجه به اینکه چرخه NEDC ارقام بالاتری ارائه می‌دهد که کمتر با واقعیت همخوانی دارد، توصیه می‌شود به ارقام WLTP (در صورت موجود بودن) توجه بیشتری شود یا انتظار داشته باشید برد واقعی کمتر از رقم NEDC باشد.
شرایط رانندگی در ایران نیز بر برد واقعی تأثیر می‌گذارد: ترافیک سنگین در شهرهای بزرگ می‌تواند در سرعت‌های پایین و با استفاده از ترمز احیاکننده به افزایش راندمان کمک کند، اما رانندگی با سرعت بالا در جاده‌های بین‌شهری (به دلیل افزایش چشمگیر مقاومت هوا و مصرف انرژی) می‌تواند برد خودروی برقی را به طور قابل توجهی نسبت به رانندگی در سرعت‌های پایین‌تر کاهش دهد. آب و هوای متنوع ایران (تابستان‌های بسیار گرم و زمستان‌های سرد در برخی مناطق) نیز با افزایش استفاده از سیستم‌های تهویه و گرمایش، بر برد تأثیرگذار است.
محدودیت فعلی در زیرساخت شارژ خودروی برقی در ایران خارج از شهرهای بزرگ، برد پیمایش را به یک فاکتور حیاتی‌تر برای برنامه‌ریزی سفرهای بین‌شهری تبدیل کرده و به اضطراب برد در میان مالکان یا خریداران احتمالی دامن می‌زند. با این حال، افزایش برد پیمایش در مدل‌های جدید خودروهای برقی وارداتی و برنامه‌های توسعه زیرساخت شارژ در کشور، به تدریج این چالش را کاهش خواهند داد.
نتیجه‌گیری
برد پیمایش (Range) یک مشخصه کلیدی برای هر خودرو، به‌ویژه خودروهای برقی است که مستقیماً بر کاربردپذیری و پذیرش آن‌ها تأثیر می‌گذارد. این برد در خودروهای برقی به ظرفیت باتری و مصرف انرژی بستگی دارد و تحت تأثیر عوامل متعددی نظیر سبک رانندگی، سرعت، دما و توپوگرافی قرار می‌گیرد. اگرچه ارقام رسمی بر اساس چرخه‌های استاندارد (مانند WLTP) یک معیار ارائه می‌دهند، برد واقعی در شرایط رانندگی روزمره متفاوت خواهد بود. در بازار خودروی ایران، با توجه به شرایط رانندگی و وضعیت فعلی زیرساخت شارژ خودروی برقی، درک صحیح مفهوم برد پیمایش و عوامل مؤثر بر آن برای مالکان و خریداران خودروهای برقی و هیبریدی امری بسیار مهم است.
