Tesla Model 3 LR – impactul vitezei asupra consumului

Fiind în plin sezon rece, când consumul ”electricelor” crește semnificativ, mai ales la deplasări scurte în oraș, pare straniu să dedicam un episod variației în funcție de viteza de deplasare.

Chiar dacă primul aspect, cel legat de necesarul de energie pentru pre-condiționare și climatizare este mai puțin înțeles de electromobiliștii aflați la prima întâlnire cu iarna, cel legat de influența vitezei de deplasare este bine-cunoscut de la mașinile echipate cu motoare termice. Legile fizicii legate de rezistența la rulare și cea aerodinamică acționează la fel, indiferent de motorizare.

Cu toate acestea, impactul creșterii vitezei asupra consumului de energie, care în cazul electricelor se traduce într-o durată mai mare de încărcare, este de multe ori subestimat, poate din cauza formelor aerodinamice modelate consecvent pentru reducerea rezistenței aerodinamice.

Subiectul consumului comparativ la diferite viteze ne-a preocupat în cadrul proiectului încă de la prima întâlnire dintre Ionică (Hyundai Ioniq model 2018) și TM 3 (Tesla Model 3 LR rwd, tot din 2018).

• Teste paralele de vara cu Hyundai Ioniq si Tesla Model 3
• Hyundai Ioniq & Tesla Model 3: Teste Paralele

A continuat cu o comparație Ioniq 2018 – Ioniq 2019

• Test comparativ de consum Ioniq 2018 vs. Ioniq 2019

Apoi cu tot mai multe determinări, bazate pe mersul în coloană pe același traseu, cu ocazia diferitelor evenimente de promovare a mobilității electrice organizate în țară (Sibiu, Ciugud, Vatra Dornei, etc).

• Test de consum pentru 14 modele electrice pe drumuri de munte: Pojorâta – TransRarău
• Testul 3Y-KID – deplasarea în regim mixt a 4 electrice
• Model Y, IONIQ 5, Megane și ID.3 – test paralel în condiții extreme
• Statistici paralele după electrip Viena cu două Tesla Model 3 SR+
• VW ID.3 și Tesla Model 3 – test paralel la 90 km/h
• IONIQ 5 – VW ID.4 în paralel prin Bucovina și Maramureș
• Dacia Spring – al doilea test paralel de consum
• Călătorie paralelă cu Kona hybrid și electric la morile de apă de la Rudăria
• Test paralel Kona, e208 și Zoe ZE50
• Test paralel Peugeot e-208 – Hyundai Ioniq (confirmare rezultate)

Precizăm că testele comparative efectuate de colegii noștri în numeroase ocazii sunt empirice, bazate pe indicațiile de la bord, fără aparatură dedicată de măsură. Valorile rezultate sunt orientative și reprezintă o comparație A-B și nu au pretenția de a fi determinări precise ale valorile medii de consum la viteze standard, conform normelor din industria auto.

Puțină teorie

Indiferent ce curs de autovehicule rutiere preferați, veți găsi formule care definesc:

• rezistența la rulare în funcție de viteza de deplasare și masa automobilului,
• rezistența aerodinamică în funcție de coeficientul aerodinamic, secțiunea frontală și patratul vitezei (v²)

Atunci când colegii electromobiliști își aleg stilul de rulare pe autostradă, folosind CC (cruise control) sau ACC (automated cruise control), observăm variații mari, în funcție de preferințele personale. Foarte timpuriu în tânăra istorie a electromobilității moderne romanești, Cristi Tudor (România Electrică) a definit experimental că 111 km/h este o viteză ideală de deplasare pentru Hyundai Kona.

Este suficient de analizat vitezele maxime permise pe autostrăzile din Norvegia, Suedia, Danemarca, Olanda, SUA și Canada pentru a realiza că intervalul 100-120 km/h este extrem de răspândit în Europa și America de Nord, ceea ce corespunde cu viteze ideale pentru electricele noastre.

Atunci când apare tentația de a rula pe autostrăzile din țară cu 130 + xx km/h, trebuie avut în vedere că rezistența la înaintare, plus cea aerodinamica crește cu cubul vitezei (v³), impactul asupra consumului de energie fiind disproporționat de mare. (Formula și graficul puterii consumate de Tesla Model 3 la final).

In concluzie, consumul mai ridicat la viteze mari nu este o ”problemă” a tracțiunii electrice, comparativ cu cea cu motor termic, ci o consecință de deciziilor personale.

Exemplu – Model 3 LR în echipa proiectului Electromobilitate

Răzvan (Karstula, Finlanda) este pentru încă aproximativ o lună în vacanță, mașina fiind parcată lângă aeroportul din München, așa că ne vom mulțumi cu datele furnizate de George (Ineu) și Monica (Motor City, Michigan).

Mai întâi câteva cuvinte despre mașini.

• Exemplarul lui George este un Model 3 Dual Motor echipat cu pompă de căldură, fabricat în 2023 la Shanghai, cu 15.500 km la bord.
• Veterana proiectului nostru este un Model 3 LR cu tracțiune spate, fără pompă de căldură, produsă în 2018 la Fremont, cu peste 135.000 km la bord.

Condițiile meteo

O prima diferență în rezultatul consumului mediu raportat pentru săptămâna trecută este climatul în care circulă cele două mașini. Comparând condițiile meteo din ultima săptămână observăm un val de frig ce a coborât temperatura spre – 5^o C la Ineu și până la – 20^o C noaptea, cu maxime peste zi de -10^o C, în zona Motor City.

Viteza de deplasare

George rulează zilnic disciplinat pe drumuri naționale și traversări de localități în cadrul navetei de la Ineu la Arad.

Monica a avut parte săptămâna trecută, pe lângă drumurile obișnuite cu nepotul la grădiniță și cumpărături, de două călătorii la aeroport, ceea ce cumulează 160 km de autostradă parcurși cu viteză ceva mai ridicată, limita locală fiind 70 mph (112 km/h).

Rezultatul compus din diferențele constructive ale mașinilor, condițiile meteo și viteza de deplasare este un plus de 34% consum pentru TM 3.

Fiindcă mașinile sunt așa cum le-am cumpărat, iar condițiile meteo nu le putem influența, rezultă că singura soluție rezonabilă de reducere a consumului iarna este… viteza de deplasare, fără a face rabat la confortul pasagerilor.

• Să facem cunoștință cu „electrozgribuliții”

George – Model 3 LR dual motor, Ineu

Datele pentru săptămâna trecută:

• 420 km
• 13.6 kWh/100km consum mediu
• temperaturi permanent sub 0
• fără probleme

Monica – Model 3 LR rwd, Livonia, Michigan

Cu subsemnatul plecat la CES, toți kilometri parcurși săptămâna trecută pe ger și zăpadă aparțin soției.

Aspecte teoretice – impactul vitezei asupra puterii consumate de Model 3

Așa cum scriam în prima parte, folosind un curs de autovehicule rutiere veți găsi formule, care explică dependența puterii consumate de viteza de deplasare.

Am ales să citez cursul: Electric Vehicle Engineering, autori Per Enge, Nick Enge și Stephen Zoepf, publicat în 2021 de McGraw Hill, pentru determinările teoretice ale consumului unui Model 3, ce se corelează foarte bine cu indicațiile de la bordul mașinii profesorului Nick Enge.