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Montag, 11. Januar 2016

Tesla Geschwindigkeit optimieren

Aufladen der Batterien des Tesla S

Wer ein Elektroauto fährt, der muss nie zur Tankstelle und ölverschmierte stinkende Benzin- oder Dieselspritpistolen in die Hand nehmen. Allerdings muss man bei längeren Fahrten an eine Ladesäule.  Wie öft das vorkommt, will ich in diesem Beitrag zeigen und Berechnen, wie man optimal fährt.

Wie weit kommt man mit einer Batterieladung?

In der Herstellerangabe für den Tesla S 85D steht eine Reichweite von 524 km nach NEFZ (Neuer Europäischer Fahrzyklus). Dass die Europäischen Fahrzyklen nicht unbedingt die Realität wiederspiegeln ist hinlänglich bekannt, daher sollen hier realistische Werte untersucht werden. 
Bericht von der Weltrekordfahrt mit einem Tesla in 24h über 2424km weit gefahren, Gratulation an Horst Lüning!

Freundlicherweise stellt TESLA auf seiner Website einen Rechner vor (Reichweite, runterscrollen), bei dem man unter verschiedenen Randbedingungen, insbesondere bei verschiedenen Geschwindigkeiten, Temperaturen und mit Heizung, die tatsächliche Fahrleistung berechnen kann.
Beispiel:
  • Tesla S 85D
  • 19Zoll Reifen
  • Geschwindigkeit: 100km/h
  • Außentemperatur: 10°C
  • Heizung an
Reichweite: 448 km

Die Bedeutung der Geschwindigkeit

Den größten Einfluss auf die Reichweite hat die Geschwindigkeit!
Das ist zwar bei allen Autos so, aber bei einem Elektroauto wird das eben viel genauer gemessen und wahrgenommen. Ich habe den Zusammenhang für mein Auto einmal in einer Grafik dargestellt, die "Messwerte" entstammen der Website von Tesla, da eine eigene Messung zu aufwendig ist.
Stromverbrauch mit Tesla Daten errechnet und extrapoliert
Der Verbrauch liegt bei einer Geschwindigkeit von 110km/h bei etwa 20kWh. Dies ist auch mein Erfahrungswert.
Auf der Website von Tesla kann man nur bis 120km/h Geschwindigkeit rechnen (Rote Quadrate), den Rest (Gestrichelt) habe ich mit einer quadratischen Näherung extrapoliert. Wer es nachrechnen will, die Formel lautet:

Verbrauch = 0,0010604v2 - 0,0046211v + 7,3626145

Dabei muss man als Geschwindigkeit v km/h eingeben.
Fährt man also mit 150km/h, die Grenze, bei der der Autopilot noch die Steuerung übernehmen will, dann hat man bereits einen Verbrauch von über 30kWh/100km.

Optimales Aufladen

Da höhere Geschwindigkeiten zu einer geringeren Reichweite führen, habe ich mir die Frage gestellt, was ist dann die optimale Geschwindigkeit, wenn man die Ladezeit an den Superchargern mit einkalkuliert. Hier ist von Bedeutung, dass die volle Ladeleistung nur bis etwa 50% der Batterieladung abgegeben wird, danach wird der Ladevorgang langsamer, das ist technisch bedingt.
Der Tesla Website entnimmt man hier die folgende Abbildung für das Ladeverhalten:
Ladegeschwindigkeit am Supercharger
Lädt man 20 Minuten, ist die Batterie bereits halb voll, das ist von der Ladezeit optimal. Jetzt habe ich für eine hypothetische Tour von 1000 Kilometer berechnet, wie oft man an den Supercharger muss. Dies kann man aus der Reichweite des Fahrzeugs ermitteln, da diese ja geschwindigkeitsabhängig ist, wieder eine Kurve:
Reichweite mit einer halben "Batteriefüllung" entspricht 42,5 kWh beim S 85D
Fährt man gemütlich mit 70 km/h kann man immerhin 350 km mit der halben Batterieladung erreichen und spart sich natürlich viele Besuche bei der Ladestation. Fährt man schnell, kommt man natürlich auch schneller voran und muss öfter laden.  

Um das Optimum zu finden muss man Ladezeit und Fahrzeit zusammenzählen. Ich bin nun von folgenden Annahmen ausgegangen:
  • Reichweite wie oben dargestellt
  • Start mit halb voller Batterie
  • fast leere Batterie am Supercharger
  • 20 Minuten Ladezeit (50%)
  • 10 Minuten für Ab- und Auffahrt von der Autobahn
Damit ergibt sich folgende Zeit für die 1000 km Reise:
Tatsächliche Reisezeit mit Ladezeit und Abfahrtzeit zu den Ladestationen
Wenn man mit 110 km/h fährt hat man eine Reisezeit von 12 Stunden, bis man eine Entfernung von 1000 km überwunden hat. Eine weitere Steigerung der Geschwindigkeit auf 140 km/h bringt nur eine geringe Verbesserung um 34 Minuten, eine weitere Steigerung auf 150 km/h gar nur noch 6 Minuten, danach wächst die Reisezeit sogar wieder an!
Ökologisch ist eine sehr hohe Reisegeschwindigkeit auch nicht, da deutlich mehr Strom verbraucht wird, auch wenn man den an Superchargern nicht bezahlen muss. So kostet eine gewonnene Minute, wenn man statt 130 km/h 140 km/h schnell fährt, 4 kWh oder einen Euro, wenn man die Energie zuhause bezahlen würde.

Empfehlung

Wenn man sehr lange Strecken fährt, ist es nicht sinnvoll extrem schnell zu fahren, die in vielen Ländern vorgeschriebene Höchstgeschwindigkeit von 120 km/ Stunde erlaubt mit einem Tesla bereits eine optimale Reisegeschwindigkeit wenn man das Aufladen berücksichtigt.

Hinweise:

In der Praxis steht natürlich nicht exakt nach 50% Stromverbrauch ein Supercharger, daher kann man das hier theoretisch Beschriebene nicht exakt umsetzen, aber es ist doch ein guter Hinweis zur Optimierung.
Weiter wichtige Einflussgrößen sind Wind und auch Fahrtwind von anderen Fahrzeugen, die die Reichweite erheblich beeinflussen können, wie mir immer wieder auffällt.
Berge habe ich jetzt nicht näher betrachtet, der Einfluss ist aber geringer als man denkt.

Mehr zu meinen Tesla-Erfahrungen in einem Fahrbericht

Eine andere Rechnungen die mir inzwischen mitgeteilt wurde:
http://tff-forum.de/viewtopic.php?f=68&t=4450

1 Kommentar:

  1. Interessant, dass man selbst mit einem Tesla S 85D im besten Fall einen Schnitt von 88 km/h für eine 1000 km Fahrt erreichen kann. Eine sehr schöne Darstellung. Vielen Dank dafür.

    Interessant wäre mal einen anlogen Vergleich zu einem ähnlich performanten und vergleichbaren Benzin/Diesel-Fahrzeug zu sehen.
    Nach meiner Erfahrung ist es nicht einfach über einen Schnitt von 90 oder 100km/h bei so einer lange Strecke zu kommen. Und wenn man das schafft ist es sehr stressig.
    Also lieber etwas gemütlicher Fahren und dafür entspannt ankommen.

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