Elbilsguide: Därför minskar räckvidden med stora hjul

Tänk efter först. När du sitter där och kryssar i utrustningslistan för din nya bil, och till exempel väljer att gå upp i fälgstorlek från 19 till 21 tum, kan resultatet faktiskt bli att du tappar upp till 15 procent av den maximala WLTP-räckvidden som biltillverkaren anger.

Gör det verkligen så stor skillnad i praktiken? Låt oss ta ett snabbt räkneexempel: Om bilen i grundutförande är specificerad att klara 50 mil (500 km) innan batteriet ekar tomt, och den räckvidden kapas med 15 procent, landar du på 42,5 mil med de där tuffa fälgarna.

Dyrare i två led

Även om det är billigare att köra elbil än att tanka bensin eller diesel, är det ju som bekant inte gratis att ladda. Med en kortare räckvidd tvingas du helt enkelt åka till laddstolpen oftare, vilket i förlängningen också gör bilen dyrare i drift.
Glöm inte heller den ökade kostnaden som uppstår den dagen en ny uppsättning däck ska införskaffas.

Räkneexemplet ovan är just ett exempel, en rad andra faktorer som bilens aerodynamiska design och vilken däcktyp den rullar på spelar också in på hur stor skillnaden faktiskt blir i verkligheten. Men om du undrar varför större fälgar per automatik ger kortare räckvidd, ska vi försöka reda ut det här.
I huvudsak beror det negativa räckviddstappet på en kombination av ofrånkomliga fysiska lagar samt tekniska och mekaniska principer.

LÄS OCKSÅ: Långtidstest: Hyundai Inster – semester med köksmixer

1. Tröghet vid rotation – momentet ökar med diametern

Det här är den enskilt största boven i dramat vid stads- och kökörning, där bilen ständigt bromsas in, stannar och sedan ska accelerera upp i fart igen.

Vad händer i praktiken: När fälgen växer, flyttas vikten av aluminiumet längre ut från hjulaxeln som den roterar kring. Eftersom metall väger betydligt mer än däck (som ju till största del består av gummi och luft), krävs det väsentligt mer energi från elmotorn för att sätta i gång rotationen.

Radien fäller avgörandet: Detta gäller faktiskt även om en 19-tumsfälg och en 21-tumsfälg skulle väga exakt lika många kilo på en våg. Den avgörande faktorn är nämligen fälgens radie – alltså avståndet mätt från navet ut till fälgkanten. Ju större radie, desto större vridmoment krävs för att starta rotationen och få hjulet att accelerera.

LÄS OCKSÅ: Test: Lexus ES 500e – taxi var god dröj

2. Luftmotstånd och turbulens – aerodynamik

När hastighetsmätaren kliver över 80 km/h börjar bilens aerodynamik spela en avgörande roll, eftersom luftmotståndet kämpar emot och försöker bromsa bilen. Elmotorerna övervinner luftmotståndet genom att suga mer ström från batteriet, och ju fortare du kör, desto mer energi går det åt.

Fysiken bakom: Luftmotståndet ökar kvadratiskt med hastigheten. Det innebär i klarspråk att en fördubbling av bilens fart ger en fyrdubbling av luftmotståndet. Du kan enkelt känna hur detta fungerar genom ett litet experiment. Om du (som passagerare) sticker ut handflatan genom fönstret i en zon med 50 km/h, och sedan gör samma sak ute på motorvägen i 110 km/h, kommer luftmotståndet som pressar mot din hand att ha fyrdubblats.

Bredare däck: Hjulen står faktiskt för omkring 16 procent av bilens totala luftmotstånd, och stora fälgar levereras nästan undantagslöst med bredare däck. När däckbredden ökar från exempelvis 225 till 255 millimeter växer också bilens frontarea – alltså den totala ytan som elmotorerna måste pressa genom luften.

Turbulens i hjulhusen: Stora fälgar har ofta en mer öppen, ekerrik design för att se sportiga ut och för att effektivt kyla bromsarna. Baksidan? De fångar massor av luft och skapar turbulens i hjulhusen, vilket stjäl värdefull energi.

Har du flugit och tittat ut över flygplansvingen har du säkert noterat en liten ”hajfena” längst ut. Den sitter där just för att minska turbulensen och sänka bränsleförbrukningen. Många nya elbilar har liknande fenor vid hjulhusen, och Porsche Cayenne Turbo Coupé Electric har aktiva fenor som fälls ut längst bak när farten ökar.

Ute på motorvägen kommer en stor fälg med mycket hålrum att piska upp mer turbulens, och eftersom luftmotståndet ökar i kvadrat med hastigheten blir detta en tung post i strömförbrukningen. Det är just därför tillverkare som Tesla ofta levererar sina bilar med mer ”heltäckande” aero-fälgar.

LÄS OCKSÅ: Test: Polestar 3 – dubblad spänning

3. Rullmotstånd och mekanisk friktion

För att bilens hastighetsmätare – och alla assistanssystem som förlitar sig på bilens fart – ska fungera och räkna korrekt, måste hjulets totala ytteromkrets (fälg plus däck) förbli mer eller mindre densamma, oavsett vilka hjul du klickat i på beställningsformuläret. Därför paras stora fälgar i regel ihop med lågprofildäck, alltså där höjden på gummit från fälgkanten är mycket lägre.

Gummiblandning och rullmotstånd: Lågprofildäck måste ha avsevärt styvare däcksidor för att orka bära upp bilens vikt utan en stor och tjock luftkudde. Dessutom skos stora fälgar ofta med sportigare däck som har en mjukare, ”klibbigare” gummiblandning för att ge maximalt grepp i kurvorna.

Ett bredare däck suger helt enkelt i sig mer energi än ett smalt däck när det ska rullas mot asfalten. Tillsammans bygger detta upp ett ökat rullmotstånd som höjer elförbrukningen. Som en extrem jämförelse: racercykeln Factor One från Bugatti har lövtunna däck för att cyklisten ska bränna absolut minsta möjliga energi på att trampa dem runt. En mountainbike med breda, grova däck kräver mycket mer muskelkraft för att drivas framåt.

Mekanisk friktion och värmeförluster: När däcket rullar och slitbanan möter asfalten pressas gummit ihop – det deformeras – innan det fjädrar tillbaka. Friktionen mellan däcket och asfalten omvandlar denna energi till värme, och den värmen går förlorad när du kör.

Om du har lagt handen på ett däck efter en långkörning på motorvägen har du säkert känt att gummit blivit rejält varmt. Ett bredare däck, med mjukare gummi och högre rullmotstånd, tvingar elmotorn att hämta mer energi från batteriet bara för att hålla hjulen snurrande – energi som sedan eldas för kråkorna som värmeförlust.
Därför lägger däcktillverkarna idag enorma resurser på att utveckla specialdäck med extremt lågt rullmotstånd, skräddarsydda för just elbilar, som till exempel på Renault Twingo.

LÄS OCKSÅ: Test: Zeekr 7GT – läcker känsla

4. Ökad ofjädrad vikt

Fälgar tillverkas av aluminium. I mer sällsynta fall i magnesium. På billigare bilar används plåtfälgar.
Metall har en väsentligt högre densitet (täthet) än däcken, som består av gummi och luft. Följaktligen väger ett större hjul mer än ett mindre.

Massa och vikt: När du byter ut den del av hjulet som normalt skulle bestå av däck och luft mot rent aluminium, sticker totalvikten på hjulet i väg.

Roterande massa: På bilspråk hamnar hjulen i kategorin ofjädrad vikt. Det betyder kort och gott att de är en massa som inte bärs upp av bilens fjädringssystem. Varje extra kilo av roterande, ofjädrad vikt ökar energiförbrukningen drastiskt mycket mer än om du hade kastat in motsvarande antal kilo som bagage i skuffen.

LÄS OCKSÅ: Test: Renault 4 E-Tech Plein Sud – en frisk fläkt

Ett Ferrari-exempel

Vi som älskar bilar bryr oss såklart om att prylarna vi rattar ser bra ut, och det är ingen hemlighet att ett par fläskiga fälgar gör underverk för bilens sportiga utstrålning. Ta den nylanserade Ferrari Luce som ett exempel; den stoltserar med 23-tumsfälgar fram och extrema 24-tummare bak.

Däckdimensionerna mäter kaxiga 265/35 R23 fram och 315/30 R24 bak. I kombination med den brutala effekten från fyra elmotorer är fälgstorleken tveklöst en tung orsak till att WLTP-räckvidden stannar på 53 mil (530 km), trots ett enormt batteripaket på hela 122 kWh.

LÄS OCKSÅ: Test: Xpeng P7+ – en laddsnabb lyxjätte

Slutsats: Ska du strunta i de stora fälgarna?

Om du i detta nu sitter och konfigurerar en ny bil och överväger vad budgeten tillåter, är det alltså inget som helst fel i att klicka i de största hjulen. De lyfter ofta bilens utseende rejält och kan mycket väl vara en faktor som gör den mer lättsåld på begagnatmarknaden i framtiden.

Men förhoppningsvis har du nu en lite tydligare förståelse för exakt hur fälgstorleken påverkar den utlovade räckvidden – och att du tar höjd för de ökade kostnaderna det innebär, både vid laddstolpen och i ren elförbrukning.

Relaterade artiklar

Hur länge håller ett elbilsbatteri?

Räckviddsångest: Är räckvidden ett problem för elbilar?

Vad kostar det att ladda en elbil?