Comparazione EV per energia necessaria ad avanzare di 100 km

[laevus]

In condizioni stazionarie (velocità costante, percorso piano, assenza di vento o altri disturbi, superficie stradale in buone condizioni) la resistenza all'avanzamento di un veicolo può essere espressa, come noto, con due soli termini: uno che dà conto dell'attrito di Rotolamento degli pneumatici ed un altro della resistenza Aerodinamica.

La resistenza di avanzamento, di per sé, è una Forza ed è espressa in Newton. E' uso comune rappresentarla anche come Potenza, cioè in Watt: basta moltiplicare la Forza per la velocità. In questa discussione ho preferito usare l'Energia necessaria per percorrere una certa distanza, nella forma kWh/100km: la Potenza (kW) x il tempo necessario (h) a percorrere 100km alla velocità data.

ATTENZIONE: questi kWh/100km non sono i consumi, ma solo un modo di espressione della resistenza di avanzamento. Potrebbero però essere interpretati come limite inferiore dei consumi, cioè come i valori ottenibili da un sistema propulsivo (batteria, elettronica di potenza, motore e trasmissione per un veicolo elettrico) che avesse il 100% di rendimento.

Da notare che per la Potenza di avanzamento (kW) il termine relativo al Rotolamento dipende dalla velocità, quello relativo alla Aerodinamica dal cubo della velocità.
Per la Forza (N) e l’Energia (kWh/100km) il termine relativo al Rotolamento è costante, quello relativo alla Aerodinamica dipende dal quadrato della velocità.

Ho preso in esame alcune auto piccole e medie di vasta diffusione. Per esse, ai fini dell’analisi, è necessario conoscere il peso a vuoto e il fattore SCx (superficie frontale x coefficiente di resistenza aerodinamica).

Il peso a vuoto è abbastanza semplice da reperire, ma bisogna distinguere il metodo usato (ad esempio se con o senza i 75kg di conducente/bagaglio) e la variabilità delle versioni/allestimenti.

Il fattore SCx è più difficile da individuare con accuratezza. A volte, come per le Renault, è dichiarato nelle specifiche tecniche. Altre volte occorre desumerlo dai siti di riviste specializzate, forum, blog, … Inevitabile una certa alea nei valori. Al proposito ricordo, su questo forum, la discussione: post99958.html#p99958.


Sotto il sommario delle ipotesi e dei risultati ottenuti per le auto considerate. In seguito dettaglio sulle singole auto e sui parametri usati (coefficiente di resistenza di rotolamento e densità dell’aria).

[laevus]

Classe A

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[laevus]

Classe B

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[laevus]

Classe C

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[laevus]

Altre

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[ChrisBS]

Ho provato a dare un titolo al topic e credo di aver consumato una quantità di energia non indifferente anch’io..

[fcorradini]

E' interessante vedere l'energia assorbita alle varie velocita': si nota che a velocita' autostradale si consuma molto di piu', indipendentemente dal fatto che il veicolo sia elettrico o termico (solo che con il termico non ci pensiamo perche' abbiamo piu' autonomia in assoluto).

Per curiosità', che formula hai usato per il calcolo di F0 e F2?

Ciao, Flavio.

[virtualj]

Il termico ovviamente sottostà alle stesse leggi fisiche, ma a velocità autostradali grazie al cambio riesce ad avere un rendimento più alto rispetto all'urbano pertanto la differenza si nota di meno

[VPP]

Anche i motori termici a velocità elevate consumano di più perché le resistenze (aerodinamica e di rotolamento) diventano comunque prevalenti sul rendimento del motore.

La differenza nei circuiti urbani/misti è data soprattutto dalle continue variazioni di velocità e fermate a cui sei costretto per il traffico e gli incroci. Ad ogni rallentamento il termico butta via il 100% dell'energia cinetica in calore, l'elettrico recupera circa il 70%.

In realtà non è il termico che rende meglio a velocità autostradali ma è l'elettrico che rende molto meglio nei circuiti urbani e quindi la differenza si nota di più.

[demov]

Il termico non solo per il cambio ha una resa superiore in autostrada ma anche perchè le condizioni sono ben più stabili (coppia, potenza e regime di giri pressochè costante) e soprattutto perchè a livello termodinamico il termico a carichi medio-elevati presenta una maggior efficienza (minor BSFC, ovvero Brake Specific Fuel Consumption, unità di misura g/kWh)... Solitamente i motori termici hanno il minor BSFC (o maggior rendimento) ad un regime di giri poco oltre il punto di massima coppia. I motori poco "spinti" hanno la massima efficienza a regimi più bassi mentre quelli "spinti" a regimi più alti.