Elektromobil v horách: průsmyk a co přijde potom

Zvednout hmotu do určité výšky stojí vypočitatelné množství energie: hmotnost krát tíhové zrychlení krát výška. To je fyzika bez prostoru pro vyjednávání. Jedna tuna vyvezená o tisíc výškových metrů představuje zhruba dvě a půl až tři kilowatthodiny potenciální energie — a vůz s posádkou a zavazadly váží několik tun.

K tomu se přidává, že pohon tuto energii nedodává beze ztrát. Motor, výkonová elektronika a převodovka pracují s velmi dobrou, ale ne stoprocentní účinností a baterie při vysokém výkonu část odevzdá jako teplo. Skutečná potřeba je tedy vyšší než vypočítaná, a to tím zřetelněji, čím prudčeji a rychleji se jede.

A vedle toho dál působí běžné jízdní odpory. Průsmykem se málokdy jede rychle, proto je odpor vzduchu malý; valivý odpor zůstává. Stoupání ovládá výpočet tak silně, že ukazatel spotřeby zobrazuje hodnoty, jaké se na rovině nikdy neobjeví. Není to závada ani důvod k obavám — je to správný údaj pro proces, který se za chvíli obrátí.

Co se do vozu vložilo cestou nahoru, je nahoře uložené jako potenciální energie. Z kopce se znovu uvolní. Spalovací motor ji zmaří brzděním motorem a v kolových brzdách; elektrický pohon velkou část vrátí v generátorovém režimu do baterie.

Nevrátí se všechno. Cesta vede stejným řetězcem jako nahoru, jen pozpátku: kolo, převodovka, elektromotor, výkonová elektronika, baterie. Každý článek si ubere a baterie přijímá energii jen s omezeným výkonem. Orientačně se zachová dobrá část — dost na to, aby přejezd průsmyku ve výsledku stál mnohem méně, než by se podle stoupání dalo obávat.

V praxi to znamená: ukazatel spotřeby na vrcholu průsmyku nemá žádnou vypovídací hodnotu. Počítá se hodnota v údolí na druhé straně. Kdo plánuje alpskou etapu, počítá proto s výškovým rozdílem mezi startem a cílem, ne se součtem všech stoupání — to by byl výpočet pro vůz, který energii z kopce vyhazuje.

Rekuperace potřebuje v baterii místo. Když je baterie plná, energie nemá kam téct — a vůz rekuperaci omezí, částečně nebo úplně. Pak zpomaluje už jen třecí brzda, a to právě na dlouhém, prudkém sjezdu s těžkým vozem.

Z toho plyne pravidlo, které je v horách důležitější než jakékoli jiné: před dlouhým sjezdem se nenabíjí doplna. Kdo nabíjí v údolí před průsmykem, nechává vědomě místo pro energii, která se vrátí na druhé straně. Kolik místa, vyplývá z výškového rozdílu a hmotnosti — stejný výpočet jako předtím, jen tentokrát čtený dopředu.

Stejný účinek má chlad. Studený článek se nesmí nabíjet vysokým proudem, protože jinak se vylučuje kovové lithium; systém správy baterie proto rekuperaci omezuje, dokud články nejsou v provozním rozsahu. Sjezd brzy ráno v zimě, hned po vyjetí, je tedy druhý případ, kdy práci převezme brzda — a ten, na který není připravený skoro nikdo.

Fading (vadnutí brzd) je jev třecí brzdy: obložení a kotouče se rozpálí, tření klesne, dráha pedálu se prodlouží. Kdo sjezd zpomaluje elektricky, udržuje brzdy studené a v rozhodující chvíli je má plně k dispozici. To je největší bezpečnostní výhoda elektrického pohonu v horách, a zmiňuje se jen zřídka.

Neomezené to ale není. I elektrická část pohonu má tepelnou mez: elektromotor, střídač a chladicí okruh nedokážou velmi dlouhý a velmi prudký sjezd pojmout libovolně dlouho a baterie se přitom plní. Pokud rekuperace z některého z těchto důvodů ustoupí, vůz předá práci brzdám — bez varování, ale ne bez náznaků.

Odpověď je stejná jako u každého jiného vozu a zní: pomaleji. Kdo začne sjezd rychlostí, kterou by udržel i bez rekuperace, nemusí žádnou situaci řešit. A kdo sleduje ukazatel, uvidí pokles rekuperačního výkonu dřív, než ho ucítí v pedálu.

Hustota nabíjecích míst i v horách sleduje provoz, a provoz vede údolími. Na vrcholu průsmyku nabíječka stojí málokdy, v postranním údolí často jen jediná, a ta může být v zimě nedostupná. Plánování se proto řídí obcemi v údolí před přejezdem a po něm.

K tomu se přidává, že průsmyky se sezonně uzavírají a objízdná trasa pak vede tunelem nebo přes autovlak — s jinou délkou, jinou nadmořskou výškou a jinou časovou náročností. Která trasa je otevřená, zveřejňuje správa silnic dané země nebo regionu; to je informace platná pro konkrétní den a do žádného rádce nepatří.

A teplota s výškou klesá. Vůz, který v údolí vyjede za mírného počasí, stojí na vrcholu průsmyku v mrazu — se vším, co k tomu patří: vyšší výkon topení, studenější články, omezená rekuperace. Kdo etapu plánuje s hodnotami z údolí, plánuje ji příliš dlouhou.

Ve vzorci pro práci potřebnou ke zdvihu figuruje hmotnost lineárně. Kdo vůz o pětinu zatíží, potřebuje na stejné stoupání o pětinu víc energie — bez jakékoli výjimky a bez jakéhokoli stylu jízdy, který by na tom mohl něco změnit. Zavazadla, střešní box a plné obsazení se tu projeví silněji než kdekoli jinde.

Z kopce působí stejná hmotnost opačným směrem, ale ne symetricky: vrací víc energie a baterii plní rychleji, takže mez rekuperace přijde dřív. Těžká souprava na dlouhém sjezdu je proto přesně ten případ, pro který bylo pravidlo o volném místě v baterii vymyšleno.

A v zimě přibývají sněhové řetězy nebo zimní výbava. Co je v které zemi předepsáno, jaké označení musí pneumatika nést a kdy povinnost platí, stanoví každá země sama a zveřejňuje to prostřednictvím svého dopravního úřadu. Pro spotřebu to znamená prostě: vyšší valivý odpor, kratší etapa.

Jízda po horách je situace, kdy elektromobil vypadá nejlépe i nejhůř, podle toho, kterou část trasy sledujete. Kdo spočítá obě části dohromady, dostane klidný obraz — a vůz, který na sjezdu šetří brzdy, místo aby je spaloval.