Wie Tesla seinen Konkurrenten hinterherhinkt, während es die US-amerikanischen EPA-Vorschriften einhält
Die Menge der Konkurrenten nähert sich der Reichweite des Tesla Model S von 412 km. Der Porsche Taycan fällt zwischen 309 und 327 km. Audi e-tron - 328 bis 351 km Jaguar I-Pace ist 377 km entfernt. Der Chevy Bolt EV tritt mit einer Reichweite von 417 km gegeneinander an.
Es gibt nur ein Problem. Das Tesla Model S hat diese Zertifizierung vor acht Jahren von der US Environmental Protection Agency (EPA) erhalten. Heute kann Teslas Modell mit der längsten Fahrstrecke, das Modell S Long Range Plus, nach US-amerikanischen EPA-Standards unglaubliche 647 km zurücklegen.
Und in Bezug auf die Entfernung, die Elektrofahrzeuge zurücklegen, scheint Tesla nicht im Wettbewerb zu stehen. Trotz der Milliardenbeträge, die in Entwicklungsprogramme für Elektrofahrzeuge investiert wurden, konnten etablierte Autohersteller diese Reichweite nicht erreichen - und der Gewinn des Spiels bleibt der Schlüssel zum Gewinn von Käufern. Wie macht Tesla das?
Dies war für uns besonders interessant, da unsere eigenen Tests von Tesla auf der Autobahn mit einer zulässigen Geschwindigkeit von 120 km / h zeigten, dass das Auto diese Zahlen um 27% und alle anderen von uns getesteten Autos um 22% verfehlte. Vor diesem Hintergrund und angesichts der jüngsten Skandale um Kraftstoffverbrauch und Emissionen bei Ford, Hyundai-Kia und Volkswagen konnten wir nicht einfach Teslas Wort dafür nehmen. Stattdessen haben wir die Hilfe des Informationsanbieters IHS Markit verwendet, um die Dokumentation der US EPA, der SAE Automotive Engineering Community und der Autohersteller zu durchsuchen. Außerdem haben wir die Autos selbst getestet, um zu verstehen, wie Tesla so große Zahlen erreicht. Die Dominanz des Unternehmens in diesem Bereich beruht im Großen und Ganzen auf drei Faktoren. Lassen Sie uns sie separat analysieren.
Anpassungsfaktor
Wenn Sie sich mit den Einzelheiten der Berechnung der Kilometerleistung von Elektrofahrzeugen mit einer einzigen Ladung befassen, erscheint schnell ein Kaninchenbau mit technischen Dokumenten voller Details - wie zum Beispiel der 32-seitige J1634- Standard von SAE, der die Kilometer- und Effizienzprüfungen beschreibt. Zusammenfassend lässt sich sagen: Ein Dynamometer ist an ein Elektrofahrzeug gebunden - so etwas wie ein Laufband für Autos - und die Tests werden fortgesetzt, die erst enden, wenn die Batterie so stark leer ist, dass das Auto die erforderliche Geschwindigkeit nicht halten kann.
Dieses Verfahren verwendet den USEPA „Stadtzyklus“ (Durchschnittsgeschwindigkeit von 32 km / h über 12 km mit 18 Haltestellen) und den „Autobahnzyklus“ (Durchschnittsgeschwindigkeit von 77 km / h über 17 km). Die gleichen Zyklen werden verwendet, um den Kraftstoffverbrauch aller Personenkraftwagen zu testen. In beiden Zyklen wird das Auto sehr "sanft" gefahren - die aggressivste Beschleunigung erreicht in 18 Sekunden eine Geschwindigkeit von 97 km / h. Zwischen Stadt- und Autobahnfahrzyklen hält der Test eine konstante Geschwindigkeit von 90-100 km / h aufrecht, um die Batterie zu entladen. Die US-amerikanische EPA weiß, dass diese Tests mit niedriger Geschwindigkeit nicht die tatsächlichen Bedingungen widerspiegeln. Daher wird jede Zahl, die die maximale Laufleistung des Endprodukts darstellt, mit einem Korrekturfaktor multipliziert, um ein realistischeres und verbraucherähnlicheres Ergebnis zu erzielen.
Tesla Model S Porsche Taycan Turbo S :
Porsche Taycan Turbo S 2020 : 192
Tesla Model S 2020 : 326
:
- 8 – Porsche,
- 16 – ,
- 41 – ,
- 26 – ,
- 43 – .
Und hier beginnt der Spaß. Der Standardanpassungsfaktor reduziert die Gesamtkilometerzahl, die den Kunden angezeigt wird, um 30%. Wenn ein Auto bei einem Dynamometertest in einem städtischen Zyklus 300 km zurücklegt, erhält es eine städtische Bewertung von 210 km. Die US-amerikanische EPA erlaubt es Autoherstellern jedoch, drei zusätzliche Fahrzyklen zu fahren und die Ergebnisse zu nutzen, um einen günstigeren Anpassungsfaktor zu erzielen. Heute wenden nur Tesla und Audi diese Strategie an, und Tesla gewinnt den größten Vorteil. Die Einstellung reicht von 29,5% für das Modell 3 Standard Range Plus bis 24,4% für das Modell Y Performance. Wenn Tesla den Standard-Anpassungsfaktor von 30% verwendet hätte, wäre die angekündigte Gesamtkilometerleistung des Modells Y Performance auf 470 km gesunken.Da Tesla jedoch die alternative Methodik der US-amerikanischen EPA nutzt, bietet das Auto des Unternehmens eine Reichweite von 507 km.
All dies liegt innerhalb der Regeln. Tesla hat dies als längster aller Hersteller getan, daher ist es nicht verwunderlich, dass es alle Tricks herausgefunden hat, um seine EPA-Zahlen zu maximieren. Die Doppeltestmethode wurde 2008 bei der Überarbeitung des Kraftstoffverbrauchs der US EPA entwickelt. Ursprünglich wollte die Agentur, dass alle Autos einem Fünf-Zyklen-Test unterzogen werden, doch die Autohersteller beklagten sich darüber, dass die Organisation zu schwierig sei, und die US-amerikanische EPA lockerte die Anforderungen. Die Agentur hat dann eine Möglichkeit gefunden, Testergebnisse mit zwei Zyklen in Testergebnisse mit fünf Zyklen umzuwandeln, und heute spielen viele Autohersteller dieses Spiel mit zwei Methoden mit ihren Benzinautos.
Bei Elektrofahrzeugen hat sich die US-amerikanische EPA 2011 auf einen einzigen Anpassungsfaktor von 30% geeinigt, als noch zu wenige Elektrofahrzeuge auf dem Markt waren, um Statistiken zu erstellen. Die Agentur berichtet, dass sie diese Zahl zunächst auf der Grundlage von Toyota Prius-Tests berechnet und später im Jahr 2015, nachdem sie die Richtigkeit dieser Schätzung bestätigt hatte, beschlossen hat, sie nicht zu ändern.
Als wir die US-amerikanische EPA fragten, wie diese Kilometerwerte mit dem Reisen in der realen Welt korrelieren sollten, wurde uns mitgeteilt, dass einer der Hauptzwecke der Kennzeichnung des Kraftstoffverbrauchs darin bestand, Menschen den Vergleich von Autos zu ermöglichen, die unvergleichliche Energiequellen verwenden - wie auf dem Etikett angegeben bewältigt. Wir glauben jedoch, dass es in dem noch aufstrebenden Markt für Elektrofahrzeuge wichtig ist, Kilometerwerte zu erhalten, die mit dem Kilometerstand anderer Autos sowie mit deren Kilometerstand in der realen Welt verglichen werden können. Die alternative Korrekturmethode erschwert den Vergleich und wir sind nicht davon überzeugt, dass sie bessere Ergebnisse für das Fahren in der realen Welt liefert, insbesondere bei realistischen Straßengeschwindigkeiten wie 120 km / h - dies ist die Zahl, die wir zur Berechnung verwenden Straßeneffizienz und Reichweite.
Große Batterien
Vielleicht ist dies offensichtlich, aber je größer die Batteriekapazität ist, desto mehr Kilometer sollten mit einer einzigen Ladung zurückgelegt werden, und Tesla verfügt über die bislang größten Batterien. Im Jahr 2012, als das Modell S herauskam, bot Tesla 85 kWh Batterien an. Kunden können heute eine 15% größere Batterie mit 98 kWh bestellen. Zu den günstigeren Elektrofahrzeugen zählen das Modell 3 und Y mit einem 75 kWh Batteriekabel.
2020 Porsche Taycan Turbo s und 2020 Tesla Model S.
Was nicht immer offensichtlich ist, ist, wie viel Prozent der maximalen theoretischen Batteriekapazität verwendet werden können. Um Batterien vor vorzeitiger Alterung zu schützen, werden sie von Elektrofahrzeugen niemals vollständig geladen oder entladen. Einige Hersteller geben die Gesamtkapazität an, andere schreiben nützliche Energie, andere beides. Viele Leute verstecken diese Details. Zum Beispiel behauptete Porsche nach der Einführung des Taycan eine Batteriekapazität von 93,4 kWh in der Nähe des Modells S. Dies ließ die geringe Laufleistung des Taycan noch seltsamer aussehen. Es stellt sich jedoch heraus, dass der Taycan nur über 83,7 kWh verfügbare Leistung verfügt - 15% weniger als das Modell S.
Aufgrund unvollständiger Daten kann der Schluss gezogen werden, dass Tesla es Autos ermöglicht, einen höheren Prozentsatz der Batterieleistung als andere Hersteller zu verbrauchen. Dies scheint teilweise darauf zurückzuführen zu sein, dass das Unternehmen einen Teil der Verantwortung auf den Fahrer überträgt, der entscheidet, wie viel die Batterien aufgeladen werden sollen, und dass das Aufladen über 90% nur vor Reiseantritt und nicht täglich erfolgen sollte.
Effizienzgewinn
Teslas größter und am vollsten geladener Akku enthält Energie, die nur 11 Litern Benzin entspricht. Der Schlüssel zu mehr Kilometerleistung liegt darin, das Fahrzeug mit weniger Strom anzutreiben und durch Bremsen von Elektromotoren so viel Energie wie möglich zurückzugeben, während der Fahrer bei mehreren Verzögerungen in USEPA-Zyklen den Fuß vom Gaspedal nimmt. Die aggressive Erholung von Tesla verbessert die Reichweite gegenüber dem Porsche Taycan um 13%. Letzterer schaltet die Erholung nur ein, wenn der Fahrer die Bremse betätigt. Dies ist Teil von Teslas ganzheitlichem Ansatz für effizientes Fahren, zu dem auch die Fähigkeit gehört, mit weniger Reibung als die Konkurrenz bergab zu rollen.
: , , , Tesla . .
Ebenfalls im Laufe der Jahre hat Tesla wesentliche Änderungen an seinen Elektromotoren vorgenommen, um die Effizienz zu verbessern. Im Jahr 2015 wurden Allradmodelle eingeführt, bei denen die Vorderachse des Modells S, die bisher nur mit Hinterradantrieb ausgestattet war, um einen Motor erweitert wurde. Der zweite Motor und die zweite Achse erhöhen das Gewicht und die Reibung, aber das Allradmodell S 85D verlängerte die gemessene Reichweite des USEPA um 8 km im Vergleich zum Hinterradantrieb. Wie? Wie bei einem Verbrennungsmotor ist es effizienter, einen Motor mit geringer Leistung und großer Last zu drehen als einen Motor mit geringer Leistung. Modell 85D mit zwei 188 PS starken Motoren. verwendet nur einen von ihnen, es sei denn, der Fahrer muss sehr stark beschleunigen - trotz der Tatsache, dass das Modell mit Hinterradantrieb den Motor mit 362 PS drehte. ständig.
Frühe Allradmodelle verwendeten zwei Induktionsmotoren, die elektrische Stromschwingungen verwenden, um ein rotierendes Magnetfeld zu erzeugen, das den Motor dreht. Bei den Modellen für 2019 wechselte Tesla beim Modell S und beim Modell X zu einem effizienteren Front-Permanentmagnet-Synchronmotor. Dies erhöhte zusammen mit anderen geringfügigen Änderungen die Reichweite der Langstreckenvarianten um 10% auf 595 km für das Modell S und 523 km für das Modell. X.
Mit dem neuen Modell S Long Range Plus wurde die Reichweite durch weitere Verbesserungen auf 647 km erhöht. Darunter: Die Sitze, die Batterie und die Motoren verloren insgesamt 63,5 kg, die Räder wurden aerodynamischer, der Rollwiderstand der Reifen wurde verringert, die mechanische Ölpumpe am Heckmotor wurde durch eine elektrische ersetzt. So könnte Tesla noch acht Jahre lang führend in der Reichweite sein.
Lügendetektortest
Reichweiten- und Effizienzprüfungen werden an einem Dynamometer durchgeführt, das kalibriert werden muss, um den Widerstand der Walzen an das Geschehen auf der Straße anzupassen. Die Gesamtkraft, die die Bewegung des Fahrzeugs verhindert, wird als Straßenlast bezeichnet. Es umfasst Luftwiderstand, Reifenrollwiderstand und Getriebereibung.
Die Straßenlast wird gemessen, während die Maschine Trägheit rollt, wenn sie von einer Geschwindigkeit von ungefähr 130 km / h auf eine Geschwindigkeit von ungefähr 15 km / h abgebremst wird. Die Zeit, die für das Auftreten der Verzögerung benötigt wurde, wird verwendet, um drei Koeffizienten in der quadratischen Gleichung zu berechnen, die die Pfund Kraft darstellen, die verhindern, dass sich das Fahrzeug mit einer bestimmten Geschwindigkeit vorwärts bewegt. Diese Koeffizienten bestimmen den Widerstand des Dynamometers während Leistungs- und Reichweitentests.
Das 39-seitige J1263-Dokument von SAE enthält natürlich eine Reihe von Empfehlungen für dieses Verfahren, einschließlich der Anforderungen an die Reifenprofiltiefe und die Vorlaufleistung des Fahrzeugs, damit Testfahrzeuge das Fahren im wirklichen Leben korrekt simulieren können. Autohersteller können jedoch die leistungsstärksten Autos bauen - mit den rutschigsten Lagern und den besten Bremsen - und sie auf den glattesten Oberflächen fahren.
Hyundai geriet 2012 in Schwierigkeiten. Das Unternehmen verwendete hochoptimierte Reifen und speziell ausgewählte Ergebnisse, die in der realen Welt nicht erreichbar waren. Im Jahr 2014 verhängte die US-amerikanische EPA eine Geldstrafe von 100 Millionen US-Dollar und stufte die Kraftstoffverbrauchswerte für die meisten Hyundai- und Kia-Modelle 2012 und 2013 herab.
Lügendetektor für die Abhängigkeit der Straßenlast von der Geschwindigkeit. Schwarze Anzeigen - Testergebnisse des Auto- und Fahrermagazins; grün - Tesla-Spezifikationen gemäß US EPA.
Natürlich wollten wir die beste Straßenlast von Tesla selektiv messen, deshalb haben wir Verzögerungstests für das Modell 3, das Modell Y und das Modell S durchgeführt. Obwohl wir eine weniger als ideale Strecke von 2 km verwendet haben und unsere Autos nicht speziell waren präpariert unterschieden sich die erzielten Ergebnisse nicht um mehr als einige Prozent von den deklarierten. Dies ist ein klarer Hinweis darauf, dass das Unternehmen nicht versucht, Verzögerungstests zu betrügen, und in der Lage ist, die Effizienz zu optimieren, indem es die Konkurrenz tatsächlich übertrifft.
Obwohl Tesla im Vergleich zu den meisten Autoherstellern bereitwillig die Reichweite für die verschiedenen angebotenen Fahrzeugkombinationen teilt - es ist verpflichtet, nur Daten zu den beliebtesten Optionen zu melden -, schweigt es manchmal über etwas. Beispielsweise deuten die an die US-amerikanische EPA gesendeten Straßenlastdaten darauf hin, dass die 21-Zoll-Räder für das Modell S Long Range Plus die Reichweite um fast 130 km verringern. Diese Daten finden Sie nicht auf der Website des Unternehmens.