Elektromobilis kalnuose: perėja ir kas laukia toliau

Masės pakėlimas į aukštį kainuoja apskaičiuojamą energiją: masė, padauginta iš laisvojo kritimo pagreičio ir aukščio. Tai fizika, nepaliekanti pasirinkimo. Viena tona, pakelta tūkstančiu aukščio metrų, yra maždaug nuo dviejų su puse iki trijų kilovatvalandžių potencinės energijos — o automobilis su keleiviais ir bagažu sveria kelias tonas.

Be to, pavara šios energijos neperduoda be nuostolių. Variklis, galios elektronika ir pavarų dėžė veikia labai geru, bet ne visišku naudingumu, o baterija esant didelei galiai dalį išskiria kaip šilumą. Tikrasis poreikis todėl didesnis už apskaičiuotąjį, ir tuo ryškiau, kuo stačiau ir greičiau važiuojama.

Ir šalia veikia įprastas važiavimo pasipriešinimas. Perėjomis retai važiuojama greitai, todėl oro pasipriešinimas mažas; riedėjimo pasipriešinimas išlieka. Kilimas skaičiavimui taip stipriai dominuoja, kad suvartojimo rodmuo rodo reikšmes, kokių lygumoje niekada nebūna. Tai ne defektas ir ne priežastis nerimauti — tai teisingas rodmuo procesui, kuris tuoj pat bus apverstas.

Kas buvo įdėta kylant, viršuje slypi automobilyje kaip potencinė energija. Leidžiantis ji vėl išsilaisvina. Vidaus degimo variklis ją sunaikina variklio stabdyme ir ratų stabdžiuose; elektros pavara didelę jos dalį per generatoriaus režimą grąžina į bateriją.

Atgal sugrįžta ne viskas. Kelias eina per tą pačią grandinę kaip aukštyn, tik atvirkščiai: ratas, pavarų dėžė, mašina, galios elektronika, baterija. Kiekviena stotelė kainuoja, o baterija energiją priima tik ribota galia. Kaip eilės dydį, gera dalis išlieka — pakankamai, kad perėjos įveikimas galiausiai kainuotų gerokai mažiau, nei leidžia manyti kilimas.

Praktiškai tai reiškia: suvartojimo rodmuo perėjos viršūnėje nieko nereiškia. Svarbi reikšmė slėnyje kitoje pusėje. Todėl kas planuoja Alpių ruožą, skaičiuoja pagal aukščių skirtumą tarp starto ir tikslo, o ne pagal visų kilimų sumą — pastarasis būtų skaičiavimas automobiliui, kuris energiją leisdamasis išmeta.

Rekuperacijai reikia vietos baterijoje. Jei paketas pilnas, energijai nėra kur tekėti — ir automobilis rekuperaciją sumažina, iš dalies ar visiškai. Tada lėtina tik trinties stabdžiai, ir tai būtent ilgame, stačiame nusileidime su sunkiu automobiliu.

Iš to kyla taisyklė, kuri kalnuose svarbesnė už bet kurią kitą: prieš ilgą nusileidimą nekraunama iki pilnos. Kas kraunasi slėnyje prieš perėją, sąmoningai palieka vietos energijai, kuri sugrįš kitoje pusėje. Kiek vietos, lemia aukščių skirtumas ir masė — tas pats skaičiavimas kaip anksčiau, tik šį kartą skaitomas pirmyn.

Tokį patį poveikį sukelia šaltis. Šalto elemento negalima krauti didele srove, nes kitaip nusėda metalinis litis; baterijos valdymo sistema todėl rekuperaciją riboja, kol elementai pasiekia darbinį langą. Nusileidimas ankstų žiemos rytą, iškart po starto, yra antras atvejis, kai darbą perima stabdžiai — ir tas, kuriam beveik niekas nepasiruošęs.

Stabdžių slopimas (angl. fading) yra trinties stabdžių reiškinys: kaladėlės ir diskai įkaista, trintis krenta, pedalo eiga pailgėja. Kas nusileidimą lėtina elektra, stabdžius išlaiko šaltus ir lemiamu momentu jie visiškai prieinami. Tai didžiausias saugumo privalumas, kurį elektros pavara turi kalnuose, ir apie jį retai kalbama.

Neribotas tai nėra. Ir elektrinė šaka turi šiluminę ribą: mašina, inverteris ir aušinimo kontūras labai ilgo ir labai stačio nusileidimo negali priimti neribotą laiką, o baterija tuo metu pildosi. Jei rekuperacija dėl vienos iš šių priežasčių sumažėja, automobilis darbą perduoda stabdžiams — be išankstinio perspėjimo, bet ne be ženklų.

Atsakymas į tai toks pat kaip su bet kuriuo kitu automobiliu ir vadinasi lėčiau. Kas nusileidimą pradeda greičiu, kurio būtų galima laikytis ir be rekuperacijos, neturi ką spręsti. O kas stebi rodmenį, rekuperacijos galios sumažėjimą pamato anksčiau, nei pajunta pedale.

Įkrovimo vietų tankis ir kalnuose seka eismą, o eismas eina slėniais. Perėjos viršūnėje retai kas yra, šoniniame slėnyje dažnai tik viena vieta, ir ji žiemą gali būti nepasiekiama. Planavimas todėl orientuojamas į slėnių gyvenvietes prieš ir po perėjimo.

Be to, perėjos sezono metu uždaromos, ir aplinkkelis tada eina per tunelį arba pakraunant automobilį į traukinį — kitokio ilgio, kitokio aukščio ir kitokių laiko sąnaudų. Kuris kelias atviras, skelbia atitinkamos šalies ar regiono kelių administracija; tai informacija, galiojanti tą dieną ir neturinti vietos jokiame vadove.

Ir temperatūra krinta didėjant aukščiui. Automobilis, kuris slėnyje išvažiuoja esant švelniam orui, perėjos viršūnėje atsiduria šaltyje — su viskuo, kas prie to priklauso: daugiau šildymo galios, šaltesni elementai, ribota rekuperacija. Kas ruožą planuoja pagal slėnio reikšmes, jį suplanuoja per ilgą.

Kėlimo darbo formulėje masė įeina tiesiškai. Jei automobilis tampa penktadaliu sunkesnis, tam pačiam kilimui reikia penktadaliu daugiau energijos — be jokių išimčių ir be jokio važiavimo stiliaus, kuris tai galėtų pakeisti. Bagažas, stogo dėžė ir pilna įgula čia veikia stipriau nei bet kur kitur.

Leidžiantis ta pati masė veikia kita kryptimi, bet ne simetriškai: ji grąžina daugiau energijos ir greičiau užpildo bateriją, todėl rekuperacijos riba pasiekiama anksčiau. Sunkus sąstatas ilgame nusileidime todėl yra būtent tas atvejis, kuriam ir sugalvota taisyklė dėl vietos baterijoje.

O žiemą prisideda grandinės ar žieminė įranga. Kas šalyje privaloma, kokį ženklinimą turi turėti padanga ir kada prievolė galioja, kiekviena šalis nustato pati ir skelbia per savo eismo instituciją. Suvartojimui tai reiškia tiesiog: didesnis riedėjimo pasipriešinimas, trumpesnis ruožas.

Kelionė kalnuose yra atvejis, kai elektromobilis atrodo ir geriausiai, ir blogiausiai, priklausomai nuo to, kokią ruožo dalį žiūrime. Kas abi dalis suskaičiuoja kartu, gauna ramų vaizdą — ir automobilį, kuris nusileidžiant saugo savo stabdžius, užuot juos perkaitinęs.