La relazione fra potenza, consumo, velocità e autonomia nelle auto elettriche

I test di consumo e autonomia della nostra Tesla Model 3 a varie velocità ci portano ad approfondire qualche aspetto delle auto elettriche

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Chi va piano va sano e va lontano, dice un familiare adagio. Che però, quando si parla di auto, in particolare di auto elettriche, andrebbe così rettificato: Chi va piano va sano, ma lontano ci va chi va alla velocità ottimale. Velocità che, contrariamente a quanto si potrebbe credere, non è affatto la velocità più bassa possibile. Andando troppo lentamente si fa meno strada che andando alla velocità ottimale.

In questo articolo cercheremo di dimostrarlo e anche di spiegare perché, concentrandoci sul caso di un’auto elettrica (anche se molte considerazioni sarebbero applicabili a qualsiasi veicolo) dato che è proprio sulle auto 100% elettriche che il problema dell’autonomia è particolarmente sentito. E come vedremo, per completezza, al proverbio revisionato andrebbe anche aggiunta una postilla: evitando di usare il climatizzatore (soprattutto in riscaldamento), e possibilmente non viaggiando controvento.

Le auto elettriche in condizioni irreali arrivano ad autonomie da paura

Apparentemente quello dell’autonomia delle auto elettriche è un problema sentito a livelli addirittura parossistici, dato che ultimamente hanno trovato ampio spazio sul web notizie come quella di tre Hyundai Kona EV 64 kWh che in pista, in circostanze francamente poco replicabili dall’utente medio nella vita reale, ossia viaggiando per oltre 30 ore tenendo spenti l’aria condizionata e l’infotainment, sono riuscite a percorrere (a circa 30 km/h quasi costanti) 1.026 km contro le 258 miglia (415 km) di autonomia dichiarata a norme americane Epa (ben il 147% in più rispetto all’autonomia dichiarata!), consumando circa 62,5 Wh/km anzichè i 147 Wh/km teorici.

Non è passata sotto silenzio la notizia di una Volkswagen ID.3 che in condizioni più realistiche e quindi più interessanti, su strade pubbliche e autostrade, a circa 56 km/h di media, con uso definito “normale” di clima, navigatore e infotainment, ma pur sempre adottando tecniche di guida attentissime, come l’uso esteso del coasting o cercare la scia aerodinamica dei camion in autostrada, è riuscita a percorrere il 26% di strada in più rispetto all’autonomia dichiarata nel ciclo misto WLTP (precisamente 538 km invece di 420), consumando 109 Wh/km anzichè 145-154 Wh/km.

O ancora la notizia diffusa da PSA con un comunicato stampa del 2 settembre scorso, riguardo un record di 545 km di autonomia raggiunto da una DS3 Crossback E-Tense sul Boulevard Périferique di Parigi, in questo caso a una media di 36 km/h e con un consumo medio di 8,44 kWh/100 km, contro una autonomia WLTP omologata di 320 km e un corrispondente consumo di 14,51 kWh/100 km; nel comunicato non si danno notizie circa lo spegnimento o meno di clima e servizi durante il test della DS3.

Si tratta innanzitutto di tre confronti di “mele con pere” laddove si insiste sul fatto che le medie ottenute siano molto migliori di quella omologata nel ciclo misto WLTP: è infatti ovvio che il ciclo misto sia fatto di situazioni diverse fra loro e che non possono essere tutte ottimali dal punto di vista del consumo, e il fatto che il dato di omologazione si riferisca al ciclo misto e non a un test in pista a 30 km/h costanti con clima e infotainment spenti è proprio ciò che rende discretamente utile il dato WLTP (e sicuramente più utile del precedente, patetico ciclo NEDC).

Ma si tratta anche di tre classici esempi di utilizzi poco realistici dell’auto al solo scopo di “sparare il numero più grosso possibile”, che fanno notizia se ci si lascia impressionare superficialmente dalle cifre; certo le cifre sono indicative della capacità della vettura di avanzare in modo efficiente, ma le condizioni dei test sono scarsamente replicabili nella guida quotidiana (specialmente se pensiamo alle condizioni di prova dei test con protagoniste le Kona e la DS3), e la sovra-enfatizzazione a mezzo stampa degli eclatanti risultati non aiuta nè gli aspiranti acquirenti di auto elettriche, nè i già proprietari, a dissipare i propri dubbi o a comprendere approfonditamente i meccanismi alla base del consumo e le pratiche per massimizzare l’autonomia in condizioni di guida realistiche. Il principale effetto è quello di arrotondare gli introiti pubblicitari delle pagine, infarcite di banner, dei siti che strillano tali notizie.

Quanta potenza serve per avanzare

In estrema sintesi il punto è questo: come giustamente suggerisce anche l’intuizione, la potenza richiesta per avanzare a una certa velocità costante è maggiore se la velocità è più alta. Tuttavia c’è un importante aspetto che come vedremo porta a conseguenze magari inattese, ed è questo: la potenza richiesta cresce, però in modo non linearmente proporzionale alla velocità di marcia, perchè l’assorbimento complessivo di potenza, su strada piana (per poter trascurare gli assorbimenti e le corrispondenti rigenerazioni legati al superamento di pendenze, che comunque in media tendono a neutralizzarsi vicendevolmente all’80-90%), deriva da una somma di contributi dissipativi con andamenti differenti rispetto alla velocità:

  • alcuni contributi sono costanti, nel senso che sono sostanzialmente indipendenti dalla velocità: ad esempio la potenza richiesta per tenere accesi i fari, gli Adas, la strumentazione, l’infotainment, il climatizzatore valgono, in prima approssimazione, perfino rimanendo fermi sul posto, per tutto il tempo in cui il veicolo rimane acceso.
  • alcuni contributi sono direttamente proporzionali alla velocità: l’attrito volvente ruote-terreno, o quello nei cuscinetti a sfere, nei cinematismi del riduttore o del differenziale, danno luogo, con buona approssimazione, a forze (o momenti) costanti e di conseguenza a potenze linearmente dipendenti dalla velocità. Alle basse velocità questo è il termine dominante.
  • alcuni contributi, assai meno significativi rispetto agli altri, sono proporzionali al quadrato della velocità: li si possono trovare nelle espressioni empiriche che cercano di approssimare in modo più preciso la resistenza d’attrito volvente oppure forme di resistenza dissipativa (per maggiore deformazione delle gomme e loro deriva) dovuta alle curve (ovviamente nulla nei rettilinei e trascurabile nelle curve ad ampio raggio, meno in quelle medie e strette e in itinerari molto tortuosi).
  • il contributo dovuto alla potenza assorbita per vincere la resistenza aerodinamica è proporzionale al cubo della velocità, dato che la forza resistente è proporzionale al quadrato della velocità. Alle velocità medio-alte questo è il termine decisamente dominante, il che giustifica gli sforzi dei costruttori di auto elettriche per produrre carrozzerie molto filanti ed aerodinamiche, come si nota facilmente a prima vista. In misura minore, se l’itinerario non è rettilineo, ad ogni curva vi è anche una potenza spesa (e poi non recuperata) per mettere in rotazione (o raddrizzare) il veicolo intorno al suo asse d’imbardata: per entrare o uscire di curva, al veicolo va fornita un’energia cinetica rotazionale che è proporzionale al quadrato della (variazione di) velocità angolare, in un tempo che è inversamente proporzionale alla velocità di marcia.

(Esistono anche dissipazioni non proporzionali alla velocità ma alla stessa potenza impegnata momento per momento per la trazione o per la rigenerazione, come le perdite per effetto Joule nei cablaggi fra batteria e motore, negli avvolgimenti di statore e rotore, o nelle celle della batteria, che qui però trascuriamo in quanto generalmente, essendo appunto legate alla potenza e non alla velocità, se ne tiene conto in modo unificato nel coefficiente di efficienza complessiva del powertrain che è sempre inferiore a 1).

I test effettuati su consumo e autonomia della Tesla Model 3 LR

Per discernere quantitativamente fra i suddetti contributi eseguiamo, per il caso della Tesla Model 3 Long Range, una analisi statistica sui valori di consumo e di potenza misurati a varie velocità fra 10 e 130 km/h. Il valore effettivamente osservato è quello di consumo chilometrico, dal quale con un banale calcolo si ricava poi il valore di potenza assorbita istantanea.

La curva blu congiunge i punti relativi ai valori di consumo chilometrico effettivamente misurati (media di numerosi passaggi) alle varie velocità considerate. La curva grigia è la funzione, ottenuta con analisi statistica, che interpola i suddetti dati con elevata confidenza (R quadro = 0,9977)

Già a occhio si vede che la curva del consumo chilometrico della Tesla Model 3 ha un minimo in corrispondenza dei 40 km/h (curva rilevata) o 50 km/h (curva interpolata). Questo significa che è quella la velocità ottimale per viaggiare, se lo scopo è quello di massimizzare a tutti i costi l’autonomia. A quelle velocità il consumo chilometrico si aggira sui 95 Wh/km.

Tenendo conto del fatto che la Tesla Model 3 Long Range ha una batteria da 75 kWh, dai dati di consumo chilometrico si ricava, per ogni velocità, l’autonomia a velocità costante per quella data velocità. I valori ottenuti, messi in grafico, mostrano ovviamente un punto di massimo in corrispondenza delle velocità alle quali abbiamo rilevato il consumo chilometrico minimo:

La curva blu rappresenta i valori di autonomia, ad ogni velocità, calcolati sulla base dei valori di consumo chilometrico effettivamente osservato (media di numerosi passaggi). La curva grigia rappresenta l’autonomia calcolata sulla base della curva di consumo chilometrico interpolata a partire dai dati osservati.

Stimiamo l’autonomia massima della Tesla Model 3 LR

Sia che si considerino, come base di calcolo, i valori medi osservati, sia i valori interpolati, la Tesla Model 3 Long Range risulta avere una autonomia massima di circa 800 km (per la precisione compresa fra 790 e 820 km) in condizioni di guida normali, ossia con tutti i servizi accesi (luci, climatizzatore, infotainment, Adaptive Cruise Control con radar, Line Assist, eccetera); tale prestazione è raggiungibile pur di viaggiare fra i 40 e i 50 km/h a velocità costante. Tuttavia è molto interessante anche l’autonomia a velocità autostradale: a 130 km/h costanti si possono percorrere oltre 390 km, e rallentando a 120 se ne possono percorrere quasi altri 20; ulteriori 70 si possono aggiungere rallentando fino a 110 km/h; quasi 40 ulteriori km infine si aggiungono scegliendo di viaggiare a 100 km/h costanti, per un’autonomia, a quest’ultima velocità, di 518 km.

Se rammentiamo quel che si è detto a proposito della frenata rigenerativa (qui il nostro articolo approfondito sul tema), che in ambito urbano o su strade con forti dislivelli consente di recuperare energia nelle decelerazioni, annullando quasi del tutto l’extra consumo che nei veicoli tradizionali è speso o per oscillazioni di velocità intorno a un valor medio o per oscillazioni di altitudine intorno a un valor medio, ci si convince facilmente come il dato omologato WLTP di 560 km nel ciclo medio sia tutt’altro che fasullo. Del resto, basta esaminare il grafico dell’autonomia per vedere che l’autonomia a velocità costante (in base al consumo chilometrico osservato) è superiore al suddetto valore di 560 km per tutte le andature comprese fra 18 km/h e 92 km/h, con un picco, come abbiamo detto, di circa 800 km intorno alla velocità di 45-50 km/h. E vale la pena di ricordare che questo vale con l’auto utilizzata in condizioni normali, senza intenzionalmente spegnere alcun sistema di bordo per prolungare l’autonomia.

Tuttavia Tesla ha scelto di essere assai prudente nelle stime di autonomia mostrate dall’infotainment, che neppure a vettura nuova e con il 100% di carica della batteria mostra mai più di 500 km. In genere il valore mostrato con batteria nuova e totalmente carica è intorno a 490 km, che non è un valore riferito a circostanze iperfavorevoli, a passo di lumaca e solo per guidatori con una laurea in hypermiling e customer relations, bensì, in base ai valori di consumo osservati, è l’autonomia che effettivamente si avrebbe viaggiando a circa 110 km/h costanti. Si consideri che il ciclo misto WLTP a cui si fa riferimento in sede di omologazione è composto solo in minima parte da tragitti autostradali; la maggior parte del ciclo si svolge a meno di 80 km/h. In sostanza si sono omologati i consumi del veicolo secondo WLTP, ma si è presa come riferimento per l’autonomia mostrata a bordo una velocità molto maggiore della velocità media durante il ciclo WLTP. Il ciclo WLTP ha il profilo di velocità mostrato nel grafico qui sotto.

Grafico delle velocità tenute dal veicolo durante il ciclo misto WLTP. Velocità superiori ai 110 km/h si hanno solo per brevi momenti e solo nella quarta parte del ciclo.

In sostanza, per evitare sgradevoli sorprese al conducente si è scelto di sottostimare robustamente l’autonomia indicata rispetto al dato omologato WLTP, nonostante, guidando con attenzione e alla velocità “giusta”, i dati mostrino che con la Model 3 Long Range si possano in realtà percorrere fino a 800 km, pari al 42% in più rispetto al dato WLTP omologato e al 60% in più rispetto al dato massimo mostrato sull’infotainment con batteria completamente carica e veicolo nuovo di zecca.

Interessante è anche studiare la potenza assorbita per l’avanzamento alle varie velocità, per cercare di determinare quale sia la quota di potenza “fissa” rinunciando alla quale si potrebbe, idealmente, percorrere ancora più strada, simulando per via matematica quello che si è fatto, in circuito chiuso al traffico, nel test della Hyundai Kona in cui tutti i servizi sono stati spenti ad eccezione delle sole luci.

Da quanto abbiamo osservato sopra, si vede che la potenza totale assorbita per consentire al veicolo di avanzare ad una determinata andatura è una funzione non lineare della velocità che può essere ben approssimata da un polinomio di grado 3, per la natura dei fenomeni fisici coinvolti. Perciò sarà poi sufficiente eseguire una interpolazione polinomiale (o regressione multilineare sulle prime 3 potenze) sui dati sperimentali per determinare i coefficienti dei quattro termini del polinomio, e quindi il peso relativo dei vari contributi (costante, lineare, quadratico e cubico) al consumo complessivo di potenza durante la marcia, in funzione della velocità del veicolo. Proviamo dunque a considerare alcuni dati di riferimento.

I paradossi del consumo chilometrico

Iniziamo considerando il caso della marcia a 130 km/h costanti su fondo buono e strada pianeggiante. A questa velocità il consumo medio osservabile sulla strumentazione (dopo un tragitto di qualche km per stabilizzare la lettura) è di circa 190 Wh/km (dal che si deriva facilmente che la potenza necessaria per avanzare a questa velocità è di circa 25 kW). Anche l’autonomia è facilmente calcolabile dividendo la capacità della batteria per il consumo chilometrico: 391 km circa.

Ripetendo lo stesso procedimento per la velocità di 120 km/h rileviamo un consumo di circa 183 Wh/km (corrispondente a una potenza assorbita di circa 22 kW) e a una autonomia di 408 km circa.

A 110 km/h osserviamo un assorbimento di circa 156 Wh/km (corrispondenti a una potenza di 17,1 kW) e l’autonomia risulta di 480 km.

Fin qui tutto sembra insomma intuitivo: più lentamente si avanza, più strada si fa. Sorge allora spontanea una curiosità: se ci muovessimo a passo d’uomo quanta strada potremmo fare? Vediamo.

Fissiamo una velocità di 60 km/h costanti: il consumo indicato è di circa 103 Wh/km (quindi potenza 6,2 kW circa); l’autonomia è di 725 km, ossia 165 km in più rispetto alla stima WLTP ciclo misto dichiarata da Tesla (che per la Model 3 LR è ufficialmente di 560 km).

Naturalmente ci prendiamo gusto e proviamo a vedere che cosa succede andando a 50 km/h. La lettura è 101 Wh/km, per una potenza di 5 kW e l’autonomia risulta 742 km.

Continuiamo con il dato a 40 km/h: consumo 94,7 Wh/km, potenza assorbita circa 3,8 kW, autonomia 791 km.

Proviamo allora a 30 km/hSorpresa! Il consumo smette di scendere. La lettura è infatti 102 Wh/km, per una potenza assorbita di circa 3 kW; l’autonomia calcolata è di 735 km. Quindi è inferiore a quella di quando si viaggia a 40 km/h o a 50 km/h. Com’è possibile fare meno strada andando a una velocità più bassa? Ci dev’essere un errore!

Proviamo dunque a 20 km/h: lettura 133 Wh/km, potenza assorbita 2,7 kW, autonomia calcolata “solo” 563 km. Non può essere! Per vederci chiaro fissiamo il cruise control a 10 (dieci!) km/h in una strada deserta e leggiamo il consumo indicato: è di ben 208 Wh/km, con un assorbimento di 2,08 kW! L’autonomia in queste condizioni crolla addirittura 359 km: si percorrono cioè meno km a 10 km/h che a 130 km/h. Incredibile ma vero.

Ecco la tabella completa con i valori precisi. Anche se l’infotainment mostra sempre valori interi, i consumi qui indicati sono valori frazionari in quanto ottenuti come media di diversi passaggi. La potenza assorbita è calcolata a partire da consumo e velocità. L’autonomia è calcolata a partire dal consumo e dalla capacità nominale della batteria della Model 3 Long Range (75000 Wh)

Dati di consumo rilevati a velocità fra 10 e 130 km/h con una Tesla Model 3 Dual Motor Long Range. Media di almeno 4 passaggi (alternativamente nelle due direzioni) alle velocità fino a 90 km/h e di almeno 2 passaggi (nelle due direzioni) alle velocità superiori. Dislivello trascurabile. Rilevazioni effettuate fra il 28 agosto e il 3 settembre 2020. Temperatura esterna fra 21 e 28 gradi. Clima impostato in modo tale da raffrescare, mai riscaldare, e di non avere più di 3 gradi di differenza rispetto alla temperatura esterna. Vento moderato o trascurabile. Velocità stabilizzata con Adaptive Cruise Control, traiettoria controllata con Autopilot. Luci e infotainment attivi. Pressione pneumatici su valore standard. Modello pneumatici standard di fabbrica (Michelin Pilot Sport 4).

L’analisi statistica eseguita sui dati di velocità e potenza sopra indicati porta ai seguenti coefficienti per il polinomio interpolante:

GradoCoefficiente
termine noto1,73
primo grado3,495 E -2
secondo grado1.936 E -4
terzo grado7,187 E -6

Come si vede l’accordo fra la curva (blu) dei valori misurati e quella (arancio) del polinomio interpolante è quasi perfetto (r quadro= 0,99779). Questo implica anche che i coefficienti dei quattro termini del polinomio sono da considerarsi buone approssimazioni di quelli reali, il che ci consentirà di fare alcune interessanti deduzioni ed estrapolazioni.

Da una rapida occhiata al grafico della potenza notiamo che a velocità molto basse, a fronte di un raddoppio della velocità (ad esempio da 10 a 20 km/h) la potenza richiesta per avanzare cresce solo di poco (appena del 20%). Poiché, alle basse andature, la potenza consumata cresce meno rapidamente della velocità, il consumo chilometrico si riduce. Infatti a 20 km/h impiego metà del tempo per percorrere, poniamo, 100 km, rispetto a 10 km/h; eppure la potenza non è doppia, ma maggiore solo del 20%, come già detto. L’energia consumata, che è data dal prodotto fra potenza e tempo di percorrenza, a 20 km/h è quindi minore che a 10 km/h. Quindi a queste andature, anche se anti-intuitivo, conviene accelerare per consumare meno (e di conseguenza, per avere una maggiore autonomia). Infatti la riduzione del tempo di viaggio è talmente grande da più che compensare l’aumento di potenza assorbita.

L’autonomia alle alte velocità su un’auto elettrica

Ad alte velocità, invece, la situazione si rovescia in quanto stavolta un raddoppio della velocità comporta un aumento della potenza necessaria molto più che doppio, in quanto il contributo cubico legato all’aerodinamica progressivamente emerge e domina su tutto il resto. Per osservare quasi un raddoppio della potenza assorbita, basta ora aumentare la velocità appena del 30%: da 100 a 130 km/h.

Se a 100 km/h impiego 1 ora per percorrere 100 km (consumando una potenza costante di 14,5 kW), a 130 km/h impiego il 23% in meno del tempo: solo 46 minuti. Tuttavia in questi 46 minuti sto consumando una potenza che non è maggiore del 23%, ma di ben il 72%: 25 kW. Quindi, a queste andature, aumentando la velocità la potenza assorbita cresce molto più rapidamente della velocità, quindi a conti fatti l’energia spesa a 130 km/h è maggiore, a parità di distanza percorsa, rispetto a quella spesa a 100 km/h per coprire la stessa distanza. Esattamente maggiore del 32,4%. In altre parole l’autonomia a 130 km/h sarà minore che a 100 km/h. In conclusione (stavolta in accordo con l’intuizione), alle alte velocità, per andare più lontano conviene rallentare.

Evidentemente, dato che abbiamo visto che alle basse velocità conviene accelerare per percorrere più chilometri, mentre a quelle alte è vero il contrario, e le funzioni che esprimono l’autonomia e il consumo sono delle funzioni continue, dovrà esistere un punto alle velocità intermedie in cui non si percorrono più chilometri nè accelerando nè rallentando: in altre parole un punto di ottimo, che come abbiamo visto è infatti intorno ai 45 km/h. Non a caso è la velocità in corrispondenza della quale si annulla la derivata prima della funzione che esprime il consumo chilometrico rispetto alla velocità.

Dato che abbiamo a disposizione l’espressione analitica (un polinomio di grado 3, come si è detto) della potenza, possiamo estrapolare alle velocità superiori a quelle provate la potenza assorbita, il consumo chilometrico e l’autonomia. La Model 3 Long Range raggiunge i 233 km/h: ecco che aspetto hanno i grafici:

Indubbiamente sorprende notare come a 140 km/h vi sia un consumo chilometrico (circa 215 Wh/km) circa uguale a quello a 10 km/h; questo naturalmente implica anche che a 140 km/h vi sia un’autonomia (circa 350 km) approssimativamente uguale a quella a 10 km/h.

La velocità massima è autolimitata sulle auto elettriche?

Sempre guardando i grafici, anche il fatto che la velocità massima sia di “soli” 233 km/h fa riflettere: a quella velocità infatti l’assorbimento di potenza estrapolato risulta di circa 115 kW, pari a 156 CV (per un consumo chilometrico di 485 Wh/km: si percorrono cioè poco più di 2 km/kWh), eppure si sa che i suoi due motori sviluppano complessivamente 324 kW (440 CV). Teoricamente, disponendo di una potenza molto maggiore di quella richiesta per avanzare alla sua “attuale” velocità massima, la vettura avrebbe i mezzi per poter raggiungere velocità ben più elevate: a 233 km/h, infatti, risulterebbero ancora disponibili oltre 200 kW per accelerare ulteriormente. E allora perchè 233 km/h sono la velocità massima?

Dati ufficiali sulla potenza dei motori della Tesla Model 3 Long Range desunti dal manuale. La potenza totale è di 324 kW – 440 CV.

Per esempio, un Suv come la Porsche Cayenne S 2.9 V6, con la stessa potenza di 440 CV ma una sezione frontale molto più sfavorevole, dichiara una velocità massima di 263 km/h. Non a caso la Porsche Macan, con lo stesso motore e la stessa potenza, ma una sezione frontale un po’ meno estesa di quella della Cayenne (ma pur sempre maggiore di quella della Model 3), dichiara 270 km/h.

La Model 3 Long Range dichiara una velocità massima inferiore di 37 km/h rispetto a quella di una Porsche Macan dotata di motore (a benzina) con la stessa potenza (440 CV) e una sezione frontale “da SUV”

Viceversa, una vettura con carrozzeria, dimensioni e sezione frontale simili a quelle della Model 3, ma con un Cx buono ma meno favorevole (0,29, contro 0,23), la Audi A5 Sportback, nella versione 45 TFSI, dichiara 250 km/h di velocità massima pur con il suo motore benzina da “soli” 265 CV.

Non si vede alcun particolare motivo fisico per cui la Model 3 Long Range, con 175 CV in più, una sezione frontale simile e un Cx dichiarato più favorevole del 20%, debba avere una velocità massima inferiore rispetto a quella dell’A5.

Per fare un altro esempio eclatante, la versione Performance della Model 3 ha una potenza totale di 512 CV e dichiara una velocità massima di 261 km/h. Una vettura a benzina, simile per dimensioni, sezione frontale e potenza, come l’Alfa Romeo Giulia Quadrifoglio, ha una potenza pressochè identica (510 CV), e il suo Cx è di 0,32 (anche per effetto delle appendici aerodinamiche pensate più per creare deportanza che per migliorare la penetrazione), quindi la resistenza aerodinamica da vincere è assai maggiore rispetto alla più aerodinamica Model 3 che dichiara 0,23. Eppure la Giulia dichiara 307 km/h di velocità massima: rispetto al dato della Model 3 Performance sono ben 46 km/h in più, che alle alte velocità non sono precisamente una bazzecola (ricordiamoci che la resistenza aerodinamica cresce con il cubo della velocità).

La Giulia Quadrifoglio con 510 CV e un Cx di 0,32 dichiara una velocità massima di 307 km/h: 46 km/h in più rispetto al dato di una Model 3 Performance con 512 CV e un Cx di 0,23.

Da questi esempi si capisce che anche assumendo che i calcoli abbiano un poco sottostimato la resistenza aerodinamica, si può dare per certo che la Tesla Model 3 abbia la velocità massima drasticamente autolimitata da progetto, probabilmente per preservare la longevità della batteria o per problematiche di raffreddamento ai motori, alla batteria o all’inverter.

La limitazione può essere stata implementata parte via software e parte attraverso la scelta dei rapporti di trasmissione. Anche se monomarcia, infatti, la catena cinematica comprende un riduttore fra motore e ruote, il cui rapporto viene scelto a seconda che si voglia privilegiare lo scatto o l’allungo; il motore elettrico infatti ha un campo di utilizzazione molto esteso e con curva di coppia molto piatta e uniforme, ma che comunque non si estende all’infinito. Se si sono scelti rapporti corti (abbinati a una limitazione software della coppia entro il campo di utilizzazione), aumentare la velocità potrebbe essere impossibile perchè il motore dovrebbe lavorare a un regime più o meno superiore a quello di potenza massima e di coppia massima; in tal caso, via software si potrebbe aumentare l’accelerazione. Se viceversa si sono scelti rapporti lunghi abbinati a un limitatore software di velocità, potrebbe non esserci molto margine per migliorare l’accelerazione, ma al contrario esserci la possibilità di sfruttare l’allungo per aumentare la velocità massima. Probabilmente ci troviamo nel primo caso dato che, come vedremo, Tesla ha offerto un upgrade (puramente software) da 2.000 dollari per tagliare di mezzo secondo il tempo sullo 0-100, senza effetti dichiarati sulla velocità massima. Non avrebbe probabilmente potuto farlo tanto facilmente se il rapporto di riduzione finale fosse stato molto “lungo”, perchè via software non si possono modificare i numeri di denti degli ingranaggi.

Un’altra conferma viene da una analisi cinematica della trasmissione. Secondo fonti in rete, il riduttore a valle di ciascun motore della Model 3 dovrebbe avere un rapporto di 9:1. Tenendo conto della circonferenza di rotolamento delle ruote 235/45R18, alla velocità massima il motore dovrebbe trovarsi a girare a circa 16600 giri, molto ma molto al di là del regime di potenza massima che è di 8275 giri/min per il motore anteriore e 6700 giri/min per quello posteriore. Interessante notare che in base agli stessi dati, la velocità alla quale il motore posteriore esprime la sua potenza massima risulta essere di 93,8 km/h, mentre l’anteriore ha il suo picco di potenza a 115 km/h. In teoria quindi è quello fra 0 e 115 km/h l’intervallo di velocità sul quale Tesla ha le maggiori chances, in futuro, di tirare fuori dal cappello qualcuna delle sue “sorprese software”.

In effetti quella di autolimitare la velocità massima è una politica molto comune fra le auto elettriche. La ID.3 con motore da 204 CV – la stessa potenza con la quale una Audi A5 40 TFSI a benzina può permettersi di dichiarare una velocità massima di 210 km/h – ha una velocità massima di soli 160 km/h. Robustamente autolimitata, quindi. L’accelerazione è invece simile per i due modelli: 7,2 s per l’Audi, 7,2 per la ID.3.

La ID.3 con motore da 204 CV dichiara una velocità massima di 160 km/h, inferiore di ben 50 km/h a quella dichiarata da una Audi A5 40 TFSI dotata di un motore a benzina con la stessa potenza.

Verosimilmente i produttori di auto elettriche temono un po’ tutti il degrado della batteria (con conseguenti costi per la sostituzione in garanzia) e preferiscono mettere un argine agli stress a cui essa è sottoposta.

Di buono c’è che quando la velocità o l’accelerazione sono autolimitate via software, possono anche essere ipoteticamente aumentate attenuando la limitazione; è quello che ha fatto Tesla, notoriamente maestra nel campo degli aggiornamenti software in ambito automotive, quando ha migliorato “over the air”, gratis e per tutti, di 0,5-1 secondi la prestazione sullo 0-100 km/h di vari modelli S e X, o quando, sempre OTA, gratis e per tutti ha aumentato del 5% la potenza proprio della Model 3 Long Range, o quando a inizio 2020 ha offerto un pacchetto optional “Acceleration Boost”, stavolta a pagamento (2000 dollari), per migliorare lo scatto della vettura portandolo praticamente ai livelli della versione Performance. E secondo i nostri calcoli c’è margine perchè lo possa fare ancora, non solo per l’accelerazione ma anche e soprattutto per la velocità massima. Ammesso che questo sia di una qualche importanza per i proprietari. In realtà sembra piuttosto che Tesla stia gestendo questo margine prudenziale, rilassandolo di tanto in tanto, per mantenere la vettura competitiva e attuale quando la concorrenza si fa minacciosa, e anche per ribadire il concetto, che a poco a poco va facendosi quasi leggendario, che almeno da questo punto di vista le proprie vetture, col passare del tempo… migliorano, assomigliando in questo più al vino che alle auto tradizionali.

I fattori che determinano l’assorbimento di potenza

Riportando in grafico, appoggiati l’uno sull’altro come aree cumulate, i valori separati dei singoli contributi, si vede immediatamente in che modo la loro entità assoluta varia in funzione della velocità:

La potenza spesa per avanzare è la somma di vari termini dipendenti direttamente dalla velocità (colore arancio), dal suo quadrato (colore grigio) o dal suo cubo (colore giallo), più un termine indipendente dalla velocità (colore blu). Il contributo legato al cubo della velocità, dovuto alla resistenza aerodinamica, domina ovviamente su tutti gli altri alle velocità medio-alte. A 130 km/h vale quasi 16 kW. Gli assorbimenti costanti ammontano a circa 1,7 kW (± 0,62 kW)

Il grafico dell’incidenza percentuale dei quattro fattori, fatto 100 il valore della potenza assorbita a ogni singola velocità, evidenzia invece come si modifichi profondamente il peso relativo dei contributi costante, lineare, quadratico e cubico:

Ripartizione percentuale dei vari termini che concorrono a determinare la potenza totale necessaria per l’avanzamento.

Come si vede dal grafico, alla velocità di 10 km/h gli assorbimenti costanti (clima, fari, infotainment,..) pesano per ben l’82% della potenza totale spesa per avanzare. A 130 km/h, al contrario, è la resistenza aerodinamica a pesare da sola per ben il 62%, seguita da un 18% dovuto a resistenze proporzionali alla velocità (principalmente attriti).

Come abbiamo effettuato i test sulla Tesla Model3 LR

Tutti i dati e i calcoli si riferiscono alla Tesla Model 3 Long Range Dual Motor: 1847 kg di peso a vuoto e 75 kWh di batteria. Pneumatici di serie Michelin Pilot Sport 4 (quindi NON i Primacy a bassa resistenza di rotolamento, nè i Nexen N Fera SU1 a bassa resistenza, di serie sulle tre Kona nel test Hyundai), gonfiati alla pressione standard prescritta. I valori nella fascia fino a 90 km/h sono stati rilevati su un tratto rettilineo pianeggiante di circa 1 km percorso in senso alternato almeno 4 volte per ogni velocità. I valori nella fascia da 100 a 130 km/h sono stati rilevati su un tracciato autostradale di 30 km con profilo altimetrico sufficientemente piatto, percorso nelle due direzioni per ciascuna velocità. Tutti i test si sono svolti fra fine agosto e inizio settembre 2020 con tutti i servizi di bordo (Autopilot e Adaptive Cruise Control inclusi, ovviamente..) regolarmente accesi; il climatizzatore, date le temperature stagionali, ha sempre funzionato in modalità raffrescamento e non riscaldamento, regolandolo inoltre in modo tale da non richiedere una differenza eccessiva di temperatura tra interno ed esterno. Sono state scelte giornate con vento moderato o assenza di vento.

Quanto conta il riscaldamento e il clima sull’autonomia di un’auto elettrica

L’impatto del climatizzatore (in particolare, del riscaldamento) sull’autonomia di un’auto elettrica non va sottovalutato. Non solo in senso quantitativo, ma anche per il modo subdolo e poco intuitivo con cui incide sull’autonomia.

Infatti, mentre altri consumi elettrici, come quelli strettamente legati alla trazione e quindi alla potenza resistente, risentono della velocità del veicolo (in particolare la potenza spesa per vincere la resistenza aerodinamica cresce con il cubo della velocità del veicolo e quindi diventa 8 volte maggiore a fronte di un raddoppio della velocità), la potenza spesa per far funzionare i principali servizi di bordo, come climatizzatore, riscaldamento di aria e sedili, infotainment e luci, è invece indipendente dalla velocità e costante nel tempo. Quindi l’energia spesa dipende solo dal tempo di viaggio, indipendentemente dal fatto che il veicolo stia viaggiando a 10, 50, 100 o 130 km/h. Quindi, dal punto di vista della quantità assoluta di energia sottratta, e dell’autonomia perduta, è intuitivo pensare che convenga viaggiare per un tempo breve. Ossia, a parità di chilometraggio, a una velocità non troppo bassa.

Impatto dei servizi sul consumo chilometrico

Però, anche se in termini assoluti l’energia consumata da tali servizi
(espressa in Wh) è indipendente dalla velocità, il loro contributo al consumo chilometrico (espresso in Wh/km) dipende dalla velocità, dato che se la giornata è freddissima e, poniamo, a causa del riscaldamento acceso a forte intensità consumo una potenza di 2,5 kW costanti per 1 ora (quindi una energia assoluta di 2,5 kWh), se sto viaggiando a 50 km/h in 1 ora percorro 50 km e quindi ho causato un consumo chilometrico supplementare di 2500 Wh/50 km = 50 Wh/km rispetto al consumo chilometrico richiesto per il puro e semplice avanzamento del veicolo alla velocità di 50 km/h. Se invece sto viaggiando a 100 km/h, la strada percorsa in 1 ora è di 100 km, e i 2500 Wh consumati durante il tragitto, se “spalmati” su tale maggior chilometraggio, rappresentano “solo” 2500/100 = 25 Wh/km di consumo chilometrico supplementare per i servizi. E così via: come suggerisce l’intuito, a 130 km/h questo valore cala ancora, precisamente a 19,2 Wh/km. Conclusione: più è alta la velocità, minore è il supplemento di consumo chilometrico causato dall’energia divorata dai servizi di bordo che lavorano a potenza costante.

La quota aggiuntiva di consumo chilometrico provocata dall’assorbimento dei servizi che funzionano a potenza indipendente dalla velocità del veicolo ha un andamento iperbolico rispetto alla velocità e naturalmente incide in misura più significativa alle basse andature.

E se a questo punto sommiamo al consumo chilometrico in condizioni “normali” quello in presenza di servizi ad alto assorbimento energetico e che funzionano a potenza costante e indipendente dalla velocità, per esempio un riscaldamento (supponiamo assorba 2,5 kW), ecco cosa otteniamo:

La curva blu rappresenta l’andamento dei consumi in funzione della velocità in condizioni “normali”. Se durante il viaggio attiviamo dei servizi di bordo ad alto assorbimento elettrico (supponiamo assorbano 2,5 kW costanti a qualsiasi velocità) dobbiamo sommare il contributo rappresentato dalla curva arancione. Il risultato è la curva grigia. Ovviamente, per come è fatta la curva arancione, il gap fra il consumo normale e quello con attivi servizi “pesanti” è molto più ampio alle basse velocità mentre diventa progressivamente quasi trascurabile con l’aumento delle andature.

E’ immediato riconoscere, notando che la curva blu e quella grigia convergono al crescere della velocità, che l’incidenza del consumo supplementare provocato dall’uso dei servizi ad alto assorbimento è percentualmente assai minore alle alte velocità rispetto a quelle basse. Questo è ben evidente esaminando il relativo grafico:

Come si vede, a 20 km/h l’attivazione di ipotetici servizi di bordo che consumano una potenza costante di 2,5 kW provoca quasi un raddoppio (+94%) del consumo chilometrico di energia (Wh/km). Invece a 100 km/h gli stessi servizi provocano un aumento di solo il 17%, e a 130 km/h appena del 10%. Conclusione: a velocità autostradale il consumo non cresce granchè se si accende il riscaldamento. Ma in città la differenza si noterà eccome!

Aggiungiamo che l’ipotesi di un assorbimento di 2.5 kW non è una esagerazione per enfatizzare il fenomeno. Il riscaldamento abitacolo della Tesla Model 3, spinto al massimo e con allo stesso tempo il riscaldamento sedili acceso per il solo sedile lato guida impostato sul livello minimo, è stato misurato provocare l’assorbimento di una corrente fra 20 e 27 A su una tensione di 240 V, ossia fra 4.8 e 6.5 kW. Naturalmente è un livello di consumo che gradualmente si riduce, pur senza annullarsi, una volta raggiunta la temperatura obiettivo sia dell’aria sia del sedile.

Con picchi di assorbimento che possono raggiungere valori così elevati, non sembra quindi così azzardato prendere in considerazione, su un arco di tempo esteso, un assorbimento medio di 2,5 kW per il riscaldamento abitacolo ed eventualmente di un sedile.

In questa ipotesi, dunque, proviamo a valutare quanti km di autonomia si perdono accendendo il riscaldamento.

Impatto dei servizi sull’autonomia chilometrica

L’impatto dei servizi sull’autonomia in km dipende fortemente dalla velocità e non è una relazione lineare: l’autonomia naturalmente si riduce, ma lo fa in misura diversa a seconda della velocità e del consumo chilometrico “normale”, che a sua volta dipende dalla velocità, quindi la curva di consumo chilometrico non soltanto si abbassa, ma cambia forma, come vedremo.

Se per far funzionare per 1 ora quei servizi si consumano, poniamo, 2,5 kWh (2500 Wh) di energia, questa quantità fissa di energia sottratta alla batteria si traduce evidentemente in minor autonomia possibile; ma l’esatta autonomia persa a causa dell’ammanco di una certa quantità di energia dipende dal consumo chilometrico che normalmente si avrebbe alla velocità alla quale si sta viaggiando.

Per esempio, a 50 km/h si consumano circa 100 Wh/km in condizioni “normali”, intendendo con ciò in assenza di particolari assorbimenti da parte dei servizi; se nel caso in esame il riscaldamento provoca, come sopra calcolato, un aumento del consumo chilometrico pari a 50 Wh/km, il consumo passa da 100 a 150 Wh/km, e di conseguenza l’autonomia si riduce da 750 km a 500 km, quindi i 2,5 kW di potenza costante consumata dai servizi causano ben 250 km di autonomia persa: ben un terzo in meno, per colpa del riscaldamento!

A 100 km/h indicativamente si consumano circa 145 Wh/km, quindi se per effetto dei servizi il consumo chilometrico cresce di 25 Wh/km come sopra calcolato, l’autonomia si riduce da 517 a 441 km con una perdita di circa 76 km: percentualmente va molto meglio di prima: perdiamo “solo” il 14,7% di autonomia.

A 130 km/h si consumano di norma intorno a 190 Wh/km; l’extra consumo dovuto ai 2,5 kW, che a questa velocità pesa per 19,2 Wh/km, comporta la perdita di circa 36 km di autonomia (il 9,2% di autonomia persa). Conclusione: l’autonomia ovviamente si riduce a qualsiasi velocità, però al crescere della velocità cala il numero di km di autonomia persi. E al crescere della velocità, la quota di autonomia persa cala anche percentualmente.

E al calare della velocità? Se, al contrario, ci avviciniamo al caso limite di veicolo fermo, sempre con tutti i servizi attivi, il comportamento non è intuitivo: a 30 km/h si ha un consumo “normale” di circa 100 Wh/km; un consumo “supplementare” di 83 Wh/km causato dall’attivazione di servizi da 2,5 kW costanti; di conseguenza si perdono addirittura 350 km di autonomia (ben il 47% di autonomia in meno!). Si potrebbe pensare che rallentando ulteriormente le cose peggiorino ancora di più, e invece si vede che a 10 km/h il consumo “normale” è di circa 210 Wh/km, mentre il supplemento di consumo chilometrico dovuto ai servizi è di ben 250 Wh/km, quindi, rifacendo i conti, i km di autonomia persi sono in questo caso circa 195: molti di meno che a 30 km/h, anche se percentualmente è un vero disastro: abbiamo perso addirittura il 54% dell’autonomia. La quantità di km persi rispetto all’autonomia standard a causa dell’attivazione di ipotetici servizi di bordo da 2,5 kW è mostrata nel grafico.

L’effetto sull’autonomia quindi non è costante, e non è nemmeno lineare, ma è una curva con un massimo in corrispondenza delle velocità alle quali il veicolo, in condizioni “normali”, avrebbe il consumo chilometrico minimo. La conclusione è: soprattutto se viaggiate in autostrada (130 km/h e dintorni) e un po’, in misura minore, anche in ambito urbano a velocità molto bassa (sotto i 20 km/h) non fa poi così tanta differenza, ai fini dell’autonomia, che accendiate il climatizzatore o lo teniate spento. Invece alle medie velocità, diciamo intorno ai 40-50 km/h, l’impatto può essere addirittura doppio. Molto interessante è però che la forma della curva dell’autonomia in funzione della velocità, quando si attivano servizi, come il riscaldamento, che assorbono costantemente una elevata potenza, cambia sotto tre aspetti: si abbassa, si appiattisce, e il suo picco (che naturalmente cala) si sposta verso velocità maggiori, da circa 40 km/h a circa 60-70 km/h. Inoltre il campo di utilizzo intorno a questo picco si allarga: mentre senza servizi “pesanti” l’autonomia massima richiedeva di viaggiare con buona precisione a circa 40 km/h, quando tali servizi vengono accesi il comportamento cambia: non solo il picco di autonomia si sposta verso velocità più elevate, ma diventa meno importante tenere esattamente una certa velocità per avere la massima autonomia.

Fra 50 e 90 km/h la curva, deformata dai consumi dei servizi ad alto assorbimento, è sostanzialmente piatta e l’autonomia quasi indipendente dalla velocità (entro quell’intervallo). In pratica l’autonomia del veicolo cala sensibilmente alle basse velocità e in misura minore a quelle medie e alte, ma al tempo stesso, come mostra l’appiattimento del grafico, l’autonomia, nell’intorno del punto di ottimo (che si è spostato a circa 70 km/h) diventa meno sensibile, rispetto a prima, a moderate variazioni di velocità in più o in meno.

Purtroppo non è immediato quantificare l’energia consumata da tutti servizi sopra citati per ogni ora di funzionamento; per le luci è facile, mentre ad esempio nel caso del climatizzatore il consumo dipende fortemente dalla modalità (raffrescamento o riscaldamento), con il riscaldamento che provoca consumi proporzionalmente maggiori rispetto al raffrescamento, a parità di differenza assoluta di temperatura fra interno ed esterno, se il veicolo non è dotato di pompa di calore ed è quindi costretto a produrre calore per effetto Joule consumando molta energia.

Non andate controvento!

Come abbiamo visto, alle velocità medio-alte l’effetto che incide più di ogni altro sul valore della potenza resistente complessiva è quello legato alla resistenza aerodinamica, che varia con il cubo della velocità.

Se alle basse e medie velocità la potenza assorbita per vincere la resistenza aerodinamica è trascurabile, alle medio-alte andature il discorso cambia completamente, dato che il suo valore è proporzionale al cubo della velocità.

Per la resistenza aerodinamica quel che conta realmente non è la velocità del veicolo rispetto al suolo, quanto quella rispetto all’aria. Viaggiare controvento o in favore di vento altera il valore di potenza assorbita per vincere la resistenza aerodinamica, anche di molto. E poiché la potenza resistente aerodinamica cresce non linearmente con la velocità rispetto all’aria, ma con la sua terza potenza, la variazione percentualmente non è della stessa entità se il vento è a favore piuttosto che contrario. Quando il vento (diciamo 20 km/h, classificato come “vento moderato” nella cosiddetta scala di Beaufort) è contrario, si perde sempre di più di quanto si guadagna quando quello stesso vento è a favore.

Facciamo un esempio supponendo di dover percorrere con la nostra Model 3 Long Range un tratto di 100 km e ritorno, alla velocità fissa di 90 km/h ma in presenza di vento. A 90 km/h normalmente (assenza di vento o quasi) la quota di potenza assorbita per vincere la resistenza aerodinamica è di 5,2 kW. Se marciando a 90 km/h siamo accompagnati da un vento a favore di 20 km/h, la quota di resistenza aerodinamica è da calcolare non su 90 ma su 90-20=70 km/h, ed è di 2,46 kW, ossia quasi 2,8 kW di potenza risparmiata. Però se al ritorno incontriamo quello stesso vento ma a sfavore, la resistenza aerodinamica andrà calcolata su 90+20=110 km/h, e il valore schizzerà a ben 9,56 kW, con un aumento non di 2,8 kW ma di oltre 4,3 kW. I due effetti non si compensano neanche tenendo conto della velocità, ossia passando dalle potenze ai consumi. All’andata la quota di consumo chilometrico dovuta alla sola resistenza aerodinamica è stata di 27 Wh/km. Tenendo conto anche degli altri assorbimenti, il consumo onnicomprensivo è stato di 99 Wh/km. Al ritorno la potenza assorbita per la sola resistenza aerodinamica è stata invece di ben 106 Wh/km; in tutto, quindi, il consumo al ritorno è stato di 178 Wh/km. Sul tragitto complessivo andata/ritorno quindi il consumo chilometrico medio in presenza della stessa intensità di vento a favore all’andata e contrario al ritorno risulta di 138 Wh/km, ossia circa 9 Wh/km in più rispetto allo stesso viaggio fatto in assenza di vento. Tale differenza è della stessa entità a qualunque velocità si percorra l’itinerario e dipende solo dalla velocità del vento (supponendo che la velocità del vento sia la stessa sia quando è a favore, sia contro). Ma naturalmente, come questo incremento fisso di consumo chilometrico si rifletta sull’autonomia dipende dal consumo chilometrico totale, come mostra il seguente grafico.

Il grafico mostra, per esempio, che se in un viaggio a 70 km/h si incontra vento a 20 km/h contrario per metà viaggio e a favore per l’altra metà viaggio, si perdono comunque 50 km di autonomia. A 50 km/h con vento a 40 km/h si perdono ben 200 km di autonomia. Se si viaggia a 110 km/h e il vento è a 20 km/h, si perdono solo 24 km di autonomia.

Dunque, come abbiamo visto, anche se abbiamo fatto la stessa strada alla stessa velocità e prima con vento 20 km/h a favore, e poi con vento 20 km/h contro, alla fine il consumo chilometrico medio è stato comunque maggiore che in assenza di vento. I due effetti NON si compensano. Conclusioni:

  • Quando si misurano i consumi chilometrici, va scelta una giornata con pochissimo vento. NON è sufficiente ripetere il test nelle due direzioni per neutralizzare l’effetto distorsivo del vento sui consumi misurati. La correzione è possibile anche matematicamente, ma solo a condizione di conoscere con esattezza la velocità del vento e il coefficiente del termine di terzo grado del polinomio che esprime la potenza resistente per lo specifico veicolo.
  • In condizioni reali, in cui si ha la necessità di percorrere un certo tragitto e non si sta certo ad aspettare che ci sia vento assente o a favore, nè si misura il vento prima di partire e in più punti lungo l’itinerario, è quindi perfettamente normale vedere, a volte, valori di consumo chilometrico anche notevolmente diversi da quelli abituali.
  • Se, a parità di stile di guida, strada, percorso, dislivello, ecc., e con lo stesso uso di servizi a bordo, a fine itinerario si vede un valore di consumo chilometrico inferiore al solito, certamente abbiamo avuto vento a favore. Se invece il consumo è stato maggiore del solito, possiamo avere avuto o vento sempre contrario o anche solo un mix (anche perfettamente bilanciato al 50%) di vento ora a favore, ora contro.

Tesla Model 3 Long Range contro Kona EV 64 kWh: chi vince?

Ora che ne sappiamo un po’ di più sulle cause del consumo chilometrico e dell’incidenza quantitativa dei vari fattori fisici, possiamo toglierci una curiosità: se per ipotesi la Tesla Model 3 Long Range avesse effettuato lo stesso tipo di test in cui la Kona EV 64 kWh ha raggiunto 1.026 km di autonomia, quanta strada avrebbe fatto prima di esaurire la batteria?

Per provare a rispondere dobbiamo partire dal dato del consumo chilometrico più basso osservato, che è di 94,71 Wh/km (per una percorrenza di qualcosa più di 10 km/kWh, valore notevole) quando la vettura procede a 40 km/h con tutti i servizi standard attivati (escluso riscaldamento di aria e sedili): questo valore corrisponde a un assorbimento di potenza di 3,79 kW. Poi dobbiamo cercare di simulare ciò che è stato fatto nel test Kona, ossia lo spegnimento di infotainment e climatizzatore ma non delle luci. Si tratta di servizi che assorbono una quantità di energia costante, indipendente dalla velocità. Ma come fare per quantificare a quale quota di quei 3,79 kW ammontano? Sappiamo dall’analisi statistica fatta poc’anzi che nel polinomio che per interpolazione approssima l’espressione del consumo chilometrico della Model 3 Long Range, accanto ai valori dipendenti in vario modo dalla velocità, ce n’è uno che è costante (il cosiddetto “termine noto”) ed è pari a 1,73 kW, con un errore statistico stimato in ±0,62 kW. È proprio lui che andiamo cercando, dato che un termine costante è il candidato ideale per quantificare gli assorbimenti di potenza costanti causati dai servizi in questione. Prendiamo per buono il valore medio di questo intorno, quindi proprio 1,73 kW.

Teniamo conto che sulla Model 3 l’infotainment coincide con la strumentazione e quindi non è molto realistico spegnerlo (stimiamo che si possa ipoteticamente spegnere per parti, e che venga spenta la parte di vero e proprio intrattenimento, quindi altoparlanti, amplificatore per pilotarli e circuiti di decodifica audio e video, lasciando acceso solo il necessario per le indicazioni necessarie alla guida, il cui consumo stimiamo simile a quello di un monitor Led da 15 pollici più quello di una piccola Cpu, quindi 20 W retroilluminazione compresa), così come l’Autopilot computer (In un Autonomous Drive Day del 2019, Tesla ha dichiarato che l’HW versione 3 consuma 72 W di cui 15 W consumati dai due chip neurali ridondanti) e le 8 telecamere, il radar e i 12 sensori sonar (ipotizziamo noi 200 W totali per tutti questi 21 sensori); dobbiamo inoltre tener conto che sulla Kona i fari non erano stati spenti; sapendo che i fari sono a Led, notevolmente più efficienti delle classiche lampadine alogene, stimiamo un assorbimento totale di 50 W. Ovviamente c’è una pompa elettrica per creare la pressione nel circuito freni tradizionali, che però pesa poco in quanto entra in funzione quando li si usa, ma in un test a velocità costante non li si usa, o al massimo si usa la frenata rigenerativa. Ovviamente c’è un motore elettrico per il servosterzo, ma non lo si usa o lo si usa pochissimo in un test su un circuito ad anello. Quindi in conclusione 20+72+200+50=372 W; arrotondiamo e diciamo che 400 W non sono eliminabili; il resto del consumo fisso (1.73 kW – 0,4 kW = 1.33 kW) assumiamo che sia legato principalmente al climatizzatore (in raffrescamento) e alle funzioni di intrattenimento vero e proprio dell’infotainment.

Se davvero spegnendo tutto ciò si risparmiano 1.33 kW di potenza, significa che ora per avanzare a 40 km/h non occorrono più 3,79 kW, ma 3,79 – 1,33 = 2.46 kW. Questo assorbimento, a 40 km/h, corrisponde a un consumo chilometrico di 61,5 Wh/km (invece di 94,71 Wh/km effettivamente misurato quando tutti i servizi erano accesi).

Con una batteria di 75 kWh, questo consumo chilometrico corrisponde a una autonomia di 1219,5 km (viaggiando, come si è detto, a 40 km/h). Se poi avessimo viaggiato non a 40 ma a 30 km/h, come ha fatto la Kona, e sempre disattivando i suddetti servizi “rinunciabili”, avremmo avuto un assorbimento di potenza di 3,06-1,33=1,73 kW, corrispondenti a un consumo chilometrico (a 30 km/h) di 57,66 Wh/km, per una autonomia di 1300,58 km. Valori perfino superiori a quelli comunicati dalla Casa coreana per il test con le tre Kona. Naturalmente ottenuti da una vettura con una batteria con 11 kWh in più (75 contro 64), ma anche con una massa e una gommatura più importanti e, per contro, con una aerodinamica più favorevole.

Se prendiamo il dato di autonomia a 30 km/h e lo riduciamo proporzionalmente per tener conto che la Model 3 ha il vantaggio di avere una batteria più grande, arriviamo a una autonomia ipotetica di 1300 * 64 / 75 = 1.109 km, che è comunque superiore ai 1026 km realmente misurati con la Kona alla stessa velocità e nello stesso test. Ma non solo, se ricalcoliamo l’autonomia simulando di avere una batteria da “soli” 64 kWh anche sulla Tesla, allora dovremmo però ricalcolare al ribasso anche gli attriti che la Tesla dovrebbe vincere durante la marcia, dato che l’auto peserebbe un po’ di meno (circa 71 kg in meno, dato che la batteria da 75 kWh pesa 480 kg); ciò ridurrebbe la potenza assorbita per avanzare (in particolare il termine di primo grado, quello che rappresenta soprattutto gli attriti, che a 30 km/h vale 1,05 kW e che scenderebbe a circa 1 kW) e questo farebbe addirittura crescere ancora l’autonomia stimata per la Model 3.

Insomma, se proprio si è affezionati alle classifiche basate su valori numerici ottenibili artificialmente in circuito (o con i calcoli) e al solo scopo di dimostrare il potenziale di efficienza che un veicolo probabilmente può concretizzare anche in situazioni di guida normale, lo scenario cambia rispetto all’impressione che certe news altisonanti hanno dato. La Kona ha avuto, nelle poco realistiche condizioni in cui si è svolto il suo test, una prestazione senza dubbio ottima ma non miracolistica, rispetto alla quale, nella nostra simulazione riferita a condizioni equivalenti e basata il più possibile su dati reali e verificati e per il resto su assunzioni prudenti e illustrate esplicitamente, la Model 3 Long Range in termini di efficienza e autonomia non sfigurerebbe per niente, anzi farebbe perfino di meglio anche dopo aver doverosamente neutralizzato, nei calcoli, il vantaggio della sua batteria di maggiore capacità.

Da rilevare anche come nel caso della Kona, il gap fra i 1026 km percorsi in condizioni “ideali” e i 415 dichiarati WLTP è più ampio (147% contro 132%) del gap fra i corrispondenti valori per la Tesla Model 3 Long Range (1300 km stimati e 560 km WLTP). Questo indicherebbe che nella Model 3 è un po’ meno penalizzante che con la Kona, ai fini della massimizzazione dell’autonomia, guidare in maniera “normale”. In conclusione, se una berlina segmento D premium si rivela efficiente quanto o più di un crossover segmento B già molto efficiente non è un cattivo risultato. (Ecco quindi servita un’altra “non-news”, per gli amanti del genere).

Così come è un indiscutibile merito per la Kona quello di aver portato valori di efficienza così elevati in una categoria di veicoli di costo relativamente abbordabile. Anche se va tenuto conto che una Kona EV 64 kWh nell’allestimento più completo non ha un prezzo così distante da quello di una Model 3 (ed è un problema che ha anche la Volkswagen ID3 negli allestimenti top). Il che stimola ragionamenti sul controvalore dei vari veicoli elettrici disponibili sul mercato. Ma questa è un’altra storia e torneremo a raccontarla in un altro momento.

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