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[Sticky] Un po’ di fisica 2  

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Zac52
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Registrato:1 anno fa
Posts: 59
16/09/2016 11:29 am  

Redimento delle varie vetture elettriche a confronto tra loro.

Come per il testo precedente, la mia fonte è questo ingegnere tedesco, possessore di una Tesla Model S.
Tesla viene spesso derisa in Germania per le sue batterie “da Laptop” e per il o i suoi motori asincroni. “I nostri BMW sono migliori, hanno motori sincroni (qui si parla ovviamente del BMW I3), che hanno un rendimento fino a 2% maggiore che i motori asincroni!”
Se si analizza più a fondo la questione, questo non è propriamente vero. Il rendimento dei motori sincroni ibridi, con magneti al Neodimio, come appunto nel BMW, vale solo per potenze elevate.
Nell’uso quotidiano, quando quindi non “spingiamo a fondo”,anche per avere una maggior autonomia, qui il motore asincrono di Tesla è migliore.
“si ma quando si spinge a fondo i motori Tesla si surriscaldano, e quindi sono meno efficienti”.
Vero, ma questo capita per velocità superiori ai 200 e per temperature elevate!
Il BMW I3 è limitato a 150! ma perché? Poiché questi motori a Neodimio (sono dei magneti permanenti molto potenti) possono sopportare temperature solo fino a 80° centigradi. Poi perdono il magnetismo! E quindi motore da buttare! NON DEVONO ASSOLUTAMENTE riscaldarsi così!
La grandezza del motore di BMW e quello di Tesla sono più o meno uguali, diciamo Tesla ha circa 350 cavalli, quello di BMW solo 170! la metà!
Questi motori sincroni sono un po’ una rarità, sono relativamente recenti, non ancora completamente perfezionati.
Per i motori asincroni trifase come quelli di Tesla, possiamo vantare molte decine di anni di esperienze, (Nikola Tesla 1888!) ce ne sono molti milioni in tutte le fabbriche, industrie, con avvolgimenti differenti per velocità diverse, per usi diversi.
L’uso di motori sincroni ibridi come per BMW non sembra quindi una buona scelta, si rischia solo di creare problemi a non finire!
Anche per le batterie si parla di “le migliori batterie tedesche, prismatiche” ; non sono affatto tedesche, vengono prodotte in Corea, in Germania sono solo assemblate, così come capita per i pannelli solari!
Questa credenza che le batterie tedesche sono migliori deriva da un articolo scritto nel 2013 dalla ADAC (una sorta di TCS o di ACI tedesco) , ADAC che però ha perso completamente credibilità dopo lo scandalo dell’ ”auto dell’anno”, con valori per anni manipolati ad arte.

In realtà per le batterie che conta sono i Wh/kg ( la quantità di energia contenuta per chilogrammo di peso ,calcolando anche il peso del contenitore e della gestione interna)
Per le batterie al Litio nel 2009 il valore si attestava sui 130 Wh/kg (per esempio quelle montate nella Renault Zoe).
Nel 2015 era già salito a 150 Wh/kg (Tesla), e si suppone che nel 2020 sia attorno ai 200 Wh/kg.
(La nuova MS 100 forse attorno ai 168 )
Interessante è anche come queste batterie vengono raffreddate.
Su Youtube c’è un filmato di Byorn Nyland che prova la nuova Nissan Leaf con batteria di 30 Kwh; nel percorso tra Oslo e Bergen, con temperatura esterna sui 18 gradi, viaggiando a 80 km/h (in Norvegia il massimo consentito) e caricando con ChaDemo a 40-50 kw/h le batterie sono diventate sempre più calde finché alla seconda ricarica ha dovuto interrompere prima della carica totale per non danneggiarle.
Per il momento l’unica automobile elettrica di serie con raffreddamento delle batterie è Tesla, non solo con circolazione d’aria ma con il condizionatore.
Probabilmente è per questo che gli altri costruttori non danno così tante garanzie sulle batterie.

Quì sotto trovate una tabella con i vari valori, per un confronto. Probabilmente tutti i valori non sono corretti, abbiam già visto come si può “truccare” un risultato, per es. con il cw (o cx).

Come primo punto troviamo le capacità delle batterie;
Capacità lorda: valori nominali dichiarati dai costruttori (non esiste una norma internazionale per le valutazioni dei valori, probabilmente anche qui qualcuno avrà un po’ rubato).
Capacità netta: è l’energia effettivamente a disposizione del veicolo; una certa percentuale è “bloccata” (tra il 10 e 11%) per la gestione e protezione delle batterie.
Questa capacità netta non è sempre totalmente fruibile; se “andiamo a tavoletta” o se accelleriamo molto forte, richiediamo molta energia, quindi molta corrente (Ampere), quindi anche molte perdite, per le resistenze dei cavi, della batteria stessa ecc. Il valore netto indicato potrà essere effettivamente utilizzato solo se viene consumato in modo molto parsimonioso.

Poi troviamo il peso delle batterie, e la riga sottostante il rapporto energia per kg di peso.
Basta dividere la capacità lorda in wh per il peso in kg. (es Tesla 70D; 70’000:542=129 wh/kg)
Abbiam già visto che questo rapporto è un valore importante. Quì Tesla si difende bene.

Le quattro righe sottostanti indicano l’autonomia e il consumo secondo i due metodi di misura EPA e NEFZ. Abbiamo già detto che la misura NEFZ (una norma europea) è un metodo di calcolo dei consumi più cittadino, con medie attorno ai 33 km/h, mentre EPA è per un ciclo forse “americano”, con media attorno ai 50 km/h. Non stupiamoci comunque se sono dei valori difficilmente raggiungibili nella pratica. Quì possiamo facilmente notare come i valori dichiarati da BMW e da VW Golf sono truccati; BMW con capacità simile a Leaf percorre 100km in più ? E il valore di Golf? 300 km è un bel valore da scrivere sui depliant della vettura! Ma impossibili da raggiungere! Zoe dichiara 210 km; se se ne percorrono 110-120 si può già essere contenti. (La rivista Auto Bild, con condizioni ideali, 22 gradi, senza aria condizionata, circolando 90% in città: 184 km)
Per il consumo vale lo stesso discorso: BMW solo 9,5 Kwh/100km ? (95 wh/km).

Poi troviamo altri valori dichiarati dai costruttori, l’attrito dei pneumatici mue, il fattore di resistenza all’aria cw, la superficie frontale A, la massa m, la densità dell’aria. Anche qui si può un po’rubare: per ridurre l’attrito dei pneumatici si gonfiano al massimo consentito, così da ridurre la superficie di contatto (anche se BMW dichiara di usare pneumatici speciali con attrito ridotto; pare che anche Michelin li stia preparando per Tesla).

Poi le forze di resistenza all’aria e quella al rotolamento, calcolati con le formule viste nel capitolo “un po’ di fisica”, con i due calcoli secondo EPA e secondo NEFZ. E’ chiaro che nel metodo NEFZ la resistenza dell’aria ha meno importanza, (33 km/h) e quindi i valori si avvicinano tra loro.
e infine il Lavoro, il consumo di energia per 100 km. Quì bisognerebbe comunque tener conto anche delle dimensioni delle vetture; in una Tesla possiamo portare cinque adulti e due bambini, forse in una Zoe è più difficile…

Per arrivare finalmente al RENDIMENTO.

Ricordo che si calcola dividendo il Lavoro(consumo teorico) / consumo reale
Nel ciclo EPA:
Per Tesla 70 D : 8,8 / 16,2 = 0,534 = 53%

Per BMW I3 : 5,2 / 16,2 = 0,32 = 32% !!!

E così il calcolo per le altre vetture. Poi anche il calcolo del ciclo NEFZ.

Un’ultima considerazione; mentre per Tesla e Leaf i rendimenti EPA e NEFZ sono molto simili, stranamente per BMW e VW divergono di molto; è forse dovuto a dei valori truccati?!

Edited: 8 mesi fa

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DiV@h
Noble Member Admin
Registrato:2 anni fa
Posts: 1221
16/09/2016 12:05 pm  

Che dire Zac ... oltre ad essere interessantissimo meriti menzione d'onore per il lavoro di traduzione!!!

È bello averti tra noi!

MODEL S 85D | MIDNIGHT SILVER MET| VIN 90xxx | DELIVERY - 14/08/2015TFI Index --> 45'000 km // 199 Wh


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berna7
Reputable Member Registered
Registrato:2 anni fa
Posts: 277
16/09/2016 12:18 pm  

Zac interessantissimo quello che hai postato.
purtroppo con tapatalk non riesco a vedere la tabella ma solo il codice.
Non è che potresti dirmi dove l'hai trovata o postarla come immagine?
grazie

Inviato dal mio SM-G920F utilizzando Tapatalk


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scanred_x
Noble Member Moderator
Registrato:2 anni fa
Posts: 1398
16/09/2016 12:41 pm  

giganteschi COMPLIMENTI anche da parte mia, carissimo Zac, per la precisione tecnica e gli elementi di riflessione che apporti per tutti !

Scan


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Zac52
Trusted Member Owner
Registrato:1 anno fa
Posts: 59
16/09/2016 1:49 pm  
Posted by: berna7

Zac interessantissimo quello che hai postato.
purtroppo con tapatalk non riesco a vedere la tabella ma solo il codice.
Non è che potresti dirmi dove l'hai trovata o postarla come immagine?
grazie

Inviato dal mio SM-G920F utilizzando Tapatalk


Come ho scritto la mia fonte è questo ingegnere tedesco; su youtube trovi il filmato. La tabella l’ho riscritta modificando i codici di una tabella esistente (grazie a Div@h). Ce l’ho anche in formato excel, (era il primo tentativo di postarla nel sito, ma non funzionava). Forse la si può allegare?


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berna7
Reputable Member Registered
Registrato:2 anni fa
Posts: 277
16/09/2016 3:19 pm  

?
ecco uno screenshot della tabella

Inviato dal mio SM-G920F utilizzando Tapatalk


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DiV@h
Noble Member Admin
Registrato:2 anni fa
Posts: 1221
16/09/2016 6:08 pm  

Ecco la tabella, Berna7, in ogni caso sappi che il forum si apre anche da un browser  😀 😀 😀

MODEL S 85D | MIDNIGHT SILVER MET| VIN 90xxx | DELIVERY - 14/08/2015TFI Index --> 45'000 km // 199 Wh


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berna7
Reputable Member Registered
Registrato:2 anni fa
Posts: 277
16/09/2016 9:01 pm  
Posted by: DiV@h

Ecco la tabella, Berna7, in ogni caso sappi che il forum si apre anche da un browser  😀 😀 😀

hai ragione ma non ho in disponibilità un computer, faccio tutto con smartphone e mi sono abituato ad usare tapatalk per i forum [emoji16]

comunque grazie mille!!!

Inviato dal mio SM-G920F utilizzando Tapatalk


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Titangrey90D
Eminent Member Owner
Registrato:1 anno fa
Posts: 24
17/09/2016 6:56 am  

Complimenti Zac, grande lavoro.
Direi proprio che Tesla e in particolare la 90D si difende più che bene ... In futuro vi saranno sicuramente altre novità e miglioramenti, sarebbe comunque un errore restare perennemente in attesa del nuovo modello più prestante e rinviare l'acquisto.


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berna7
Reputable Member Registered
Registrato:2 anni fa
Posts: 277
05/07/2017 12:58 pm  
Posted by: DiV@h

Ecco la tabella, Berna7, in ogni caso sappi che il forum si apre anche da un browser  😀 😀 😀

Riguardando questa tabella mi salta all'occhio che mentre le tesla 70D-90D di dichiarano nel ciclo EPa circa 160/170 watt ora /km nell'uso il reale consumano da un po' di più ma molto di più, ovvero dai 160 wattora in su, diciamo mediamente sui 200 wattora abbondanti, ho notato che con la zoe che dovrebbe consumare circa 155 wattora secondo il ciclo EPa,   dopo circa 1000 km sono a circa 130 watt ora/ km Avendo fatto un 30% di autostrada con A/C e il resto città e statale guidando in maniera tutto sommato normale. 


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