Wie viel EV-Reichweite ist genug? So maximieren Sie die EV-Reichweite

Diese Antwort auf die obige Frage „Wie viel EV-Reichweite ist genug?“ hängt von der Person und ihren Bedürfnissen und Gewohnheiten ab. Ich werde diese Frage mit einigen meiner eigenen Erfahrungen als Besitzer verschiedener Elektroautos beantworten. Ich beschäftige mich auch mit der Frage, wie groß der Akku ist, den man braucht. Ich habe Nissan LEAFs mit Reichweiten von 81 Meilen, 115 Meilen und 150 Meilen besessen. Mein erster Nissan LEAF hatte eine 24-kWh-Batterie. Ich besitze jetzt ein Tesla Model 3 Long Range mit einer EPA-Reichweitenbewertung von 310 Meilen und einer 75-kWh-Batterie. Die längste Überlandtour, die ich mit meinem 2 gewagt habe^nd und 3^rd Nissan LEAFs war 265 Meilen. Jetzt mache ich routinemäßig 1500-Meilen-Fahrten mit meinem Model 3, das 500 Meilen pro Tag fährt, genau wie ich es mit meinem Benzinmobil gemacht habe.

Der oben abgebildete elektrische GMC Hummer hat eine EPA-Reichweitenbewertung von 350 Meilen aus einer 200-kW-Batterie. Aufgrund des hohen Gewichts und des schlechten Luftwiderstandsbeiwerts ist die Reichweite selbst mit Batterie geringer als die eines Tesla Model S doppelt so groß.

Die durchschnittliche Kilometerleistung von US-Autobesitzern liegt bei etwa 40 Meilen pro Tag, sodass einige Experten der Meinung sind, dass eine EV-Reichweite von 200 Meilen für die meisten Fahrer ausreichend sein sollte. Ich habe kürzlich einen Mann kennengelernt, der diese Philosophie auf die Spitze treibt. Er kaufte einen billigen, gebrauchten LEAF mit einer Nennleistung von 81 Meilen und einer abgenutzten Batterie, die jetzt eine Reichweite von nur 40 Meilen hat. Sein Arbeitsweg beträgt 10 Meilen und er konnte seinen Arbeitgeber dazu bringen, ein Ladegerät anzuschließen, sodass das Auto für seinen Arbeitsweg gut funktioniert. Er hat ein anderes Auto, das er benutzt, wenn er längere Fahrten machen möchte.

Kürzlich unterhielt ich mich jedoch beim Nephi Supercharger in Utah mit einem Mann in seinem 2021 Tesla Model X und er beschwerte sich darüber, dass er zu oft aufladen musste. Er lebt in Saint George im Süden von Utah und unternimmt aus geschäftlichen Gründen regelmäßig die 310-Meilen-Fahrt nach Salt Lake City auf der I-15. Er muss zweimal anhalten, um aufzuladen, um die Fahrt zu machen. Sein Model X hat eine EPA-Bewertung von 358 Meilen. Warum schafft er nicht die ganze Fahrt ohne aufzuladen? Ich fragte ihn, wie schnell er geht. Er sagte, er setze die Kreuzfahrt für die gesamte Reise auf 84 Meilen pro Stunde. Die Höchstgeschwindigkeit auf den meisten der I-15 auf seiner Route beträgt 80 Meilen pro Stunde, also wird er nicht von der Polizei angehalten. Er schien nicht zu wissen, dass der Luftwiderstand Ihres Autos mit dem Quadrat der Geschwindigkeit D = Cv zunimmt² wobei v die Geschwindigkeit ist. Wenn Sie Ihre Geschwindigkeit von 75 mph auf 85 mph erhöhen, erhöht sich die Widerstandskraft um 85 × 85 / 75 × 75 = 1,28 oder fast 30 %. (Jemand, bitte bestätigen Sie meine Mathematik.) Umgekehrt, wenn Sie Ihre Geschwindigkeit um 10 Meilen pro Stunde oder mehr verringern, könnte dies in einigen Fällen den Unterschied zwischen dem nächsten Supercharger oder dem Stranden ausmachen.

Die EPA-Reichweitenbewertungen von Tesla gelten für kombiniertes Fahren in Stadt und Autobahn. Nach meiner Erfahrung können Sie die Tesla EPA-Reihe nicht bekommen Autobahnfahrten mit Geschwindigkeiten weit über 60 km/h. Niemand möchte jedoch in den meisten Bundesstaaten so langsam auf Autobahnen unterwegs sein. Die meisten Menschen werden schneller fahren und öfter anhalten. Ich persönlich begrenze meine Geschwindigkeit in meinem Model 3 auf 75 mph, außer dass ich 80 mph fahre, wenn ich an einem langsameren Fahrzeug vorbeifahre.

Die Tesla Model S und X haben 100-kWh-Akkus. Die EPA-Reichweite des Tesla Model S beträgt 405 Meilen. Das Model X ist für 358 Meilen bei voller Ladung ausgelegt, da es schwerer und aerodynamisch weniger effizient ist. Elon Musk sagt, dass Teslas aktuelle Aufstellung von S-, 3-, X- und Y-Autos eine ausreichende Reichweite hat und er die Größe der Batterien nicht erhöhen wird.

Der wahrscheinlich wichtigste Grund, warum Elon Musk die Batteriegröße in der aktuellen Aufstellung nicht erhöht, ist, dass er nicht genug Batterien bekommen kann. Von der Ankündigung bis zur Auslieferung des ersten Tesla Semis vergingen 7 Jahre. Der Semi benötigt einen riesigen Akkupack. Die meisten Leute denken, dass der Hauptgrund für die Semi-Verzögerung die Schwierigkeit war, genügend Batterien zu beschaffen. Ein weiterer Grund, Batterien nicht zu vergrößern, ist das Gewicht. Große EV-Batterien sind sehr schwer, und daher besteht ein großer Anreiz, die Batteriegröße zu begrenzen, bis sich die Batterietechnologie verbessert.

Faktoren, die die EV-Reichweite verringern: Das große Problem – wie oben erklärt – ist die höhere Geschwindigkeit. Dazu kommen folgende Umweltfaktoren: 1) Höhenmeter, 2) Gegenwind, 3) Kälte, 4) Schnee und/oder Schneematsch auf der Fahrbahn. Die folgenden Gründe sind Gründe für eine geringere EV-Reichweite aufgrund reduzierter aerodynamischer Effizienz und zusätzlichem Gewicht: 1) Dachgepäckträger, 2) Dachbox, 3) Fahrradträger, 4) Anhänger. Offensichtlich wird das Hinzufügen von Skiern auf dem Dachträger, Ausrüstung in der Dachbox und Fahrrädern auf dem Fahrradträger zu einer weiteren Reduzierung der Reichweite führen. Ein weiterer Faktor, der die Reichweite von Elektrofahrzeugen verringert, ist die Batterieverschlechterung. All dies sind Gründe für einen größeren Akku als Ihre Mindestanforderungen.

Batteriezustand: Lithium-Ionen-Akkus halten länger, wenn Sie Ihren Ladezustand (SoC) auf 20 % bis 80 % begrenzen. Diese Regel befolge ich bei meinem Model 3, da der Akku groß genug ist, dass ich für die meisten Fahrten ausreichend Reichweite habe. Bei meinen ersten beiden LEAF-Fahrzeugen habe ich immer auf 100 % geladen, weil die Reichweite so gering war, dass ich für fast jede Fahrt die komplette SoC-Reichweite nutzen musste.

Schnellere Ladegeschwindigkeit mit einem größeren Akku: Die neuesten Tesla V3 Supercharger haben eine maximale Ladeleistung von 250 kW. Wenn Sie das nächste Supercharger-Ziel in Ihre Navigation eingeben, bereitet Ihr Tesla Ihren Akku für ein schnelleres Aufladen vor. Wenn Sie mit 10 % SoC am Supercharger ankommen, beginnt Ihr Auto mit dem Laden mit einer Rate von ~220 kW. Sobald Sie jedoch einen SoC von 50 % erreichen, sinkt die Laderate auf ~ 100 kW, und wenn Sie 80 % und dann 90 % SoC erreichen, sinkt Ihre Laderate auf ~ 50 kW und wird dann niedriger. Das heißt: Je größer Ihr Akku, desto schneller lädt er. Es dauert länger, einen größeren Akku vollständig aufzuladen, aber die Kilometer, die pro Minute im Sweet Spot gewonnen werden, sind mit dem größeren Akku größer.

Also, das ist die Quintessenz Ein größerer Akku hat viele Vorteile. Sie haben nicht nur eine größere inhärente Reichweite, sondern Ihr Akku wird auch schneller aufgeladen und Sie haben ein Polster für die Reichweitenreduzierung aufgrund höherer Geschwindigkeit sowie umweltbedingter, aerodynamischer und Verschlechterungsfaktoren des Akkus.

Reichweitenreduzierung durch Bikes on Rack: Ich reise im Allgemeinen mit zwei Big-Mountain-E-Bikes auf meinem am Empfänger montierten Fahrradträger querfeldein (siehe Abbildung 2). Wenn Sie darüber nachdenken, zerstören Fahrräder auf einem Fahrradträger die aerodynamische Effizienz, für die Tesla so hart gearbeitet hat. Selbst wenn die EPA-Reichweitenbewertung für mein Tesla Model 3 Long Range bei 310 Meilen liegt, ist es für mich eine Strecke, zwischen den Ladevorgängen mehr als 130 Meilen zurückzulegen, wenn ich die Fahrräder trage. Glücklicherweise beträgt der Abstand von Tesla-Superchargern auf großen Autobahnen im Allgemeinen 70 bis 110 Meilen, sodass ich keine Probleme hatte, mit Fahrrädern auf dem Rücken querfeldein zu reisen.

Ziehen eines Anhängers mit einem Elektrofahrzeug – Sofortiges Drehmoment: Elektromotoren haben ein wunderbares Drehmoment im unteren Drehzahlbereich. Wenn Sie einen Güterzug mit 150 Waggons sehen, kann dieser von bis zu 5 Diesellokomotiven gezogen werden. Zugfans wissen jedoch, dass es sich tatsächlich um dieselelektrische Lokomotiven handelt. Die Güterzuglokomotiven haben zwar einen Dieselmotor, aber er betreibt nur einen elektrischen Generator, der die elektrischen Fahrmotoren antreibt, die die Räder drehen. Güterzuglokomotiven hätten es sehr schwer, 150 Waggons aus dem Stillstand zu starten, wenn sie nur Dieselmotoren hätten. Ich habe das Äquivalent erlebt, als ich mit meinem kleinen Tesla Model 3 mein 2500 Pfund schweres Wettkampf-Skiboot aus dem Wasser gezogen habe. Ich kann kaum spüren, wie das große Skiboot reibungslos aus dem Wasser und die steile Rampe hinaufkommt.

Ein Freund hat eine riesige 5^th Wohnwagenanhänger, den er mit seinem RAM-Pickup zieht. Er entschied sich für einen 6-Zylinder-Dieselmotor von Cummins, weil er ein hervorragendes Drehmoment zum Starten seiner Maschine und zum Hochziehen steiler Steigungen hat. Ich denke, jeder, der sich einen Ford F-150 Lightning Elektro-Pickup, einen Rivian Pickup oder den zukünftigen Tesla Cybertruck kauft, wird von der Durchzugskraft auch mit schwerem Anhänger und Anfahren aus dem Stand oder steilen Anstiegen begeistert sein.

Ziehen eines Anhängers mit einem Elektrofahrzeug – Bereich: Ich denke jedoch, dass jeder, der plant, einen Anhänger mit einem Elektrofahrzeug zu ziehen, von der Verringerung der Reichweite sehr enttäuscht sein wird. Sie werden es lieben, das große Boot oder den Anhänger 10 Meilen den Berg hinauf für das Wochenende zu ziehen. Aber Sie werden es hassen, wenn Sie versuchen, dieses große Boot oder diesen Anhänger querfeldein zu ziehen. Aufgrund des stark erhöhten Luftwiderstands werden Sie es wahrscheinlich nicht einmal mit dem kleinsten Popup-Anhänger von einem Supercharger zum nächsten schaffen. Lösung: Airstream hat einen Anhänger mit eigener Batterie entwickelt, der mit Ihrem Fahrzeug kommuniziert; Beschleunigung und Bremsen werden an das Zugfahrzeug angepasst (siehe Abbildung 3).

Abbildung 3: Anhänger mit Elektroantrieb von Estream. Bild mit freundlicher Genehmigung von Airstream.

Ziehen eines Anhängers mit einem Elektrofahrzeug – Laden: Wie gesagt, für das Ziehen eines Anhängers mit einem Elektrofahrzeug wird die Verringerung der Reichweite ein Spielstopper für alles außer dem kleinsten Popup-Anhänger sein. Nehmen wir an, Sie ziehen diesen winzigen Anhänger – was passiert, wenn Sie zu einem Supercharger kommen? Tesla hat viele brillante Lösungen für die Konstruktion seiner Elektrofahrzeuge entwickelt. Ich weiß jedoch nicht, wie sie jemals gedacht haben, dass es eine gute Idee ist, mit einem Supercharger zu sichern. Meine Nissan LEAFs waren meinem Tesla in fast jeder Hinsicht unterlegen, aber sie hatten den Ladeanschluss vorne am Auto, was ich liebte. Ich hasse es absolut, mit einem Supercharger zu sichern. Mit Fahrrädern auf dem Rücken ist es extrem schwierig. Die elektronischen Abstandssensoren werden von den Fahrrädern blockiert und ich muss meine Frau aussteigen lassen und mir genau sagen, wie weit ich zurücksetzen muss. Wenn das nicht schlimm genug ist, wie könnten Sie jemals mit einem Anhänger auf dem Rücken zu einem Supercharger zurückkehren? Einige Supercharger, die ich verwendet habe, haben einen Drive-by-Ladestand. Es ist jedoch nicht genug Platz, um mit einem Anhänger vorbeizufahren. Ich habe Fotos von Superchargern mit Drive-by-Ständen gesehen, die für ein Fahrzeug mit Anhänger funktionieren würden, aber Supercharger wie dieser sind derzeit sehr selten.

Bitte fügen Sie Ihr Fachwissen über die Reichweite von Elektrofahrzeugen und die Batteriegröße in den Kommentaren unten hinzu.