Tag Archives: Leaf

Daniele Bonafede e la prima trasvolata atlantica… anzi, italica, ed elettrica

7 Ott

Il 7 ottobre potrebbe passare alla storia… quantomeno alla storia delle auto elettriche: il proprietario di una Nissan Leaf con batteria da 30kWh e autonomia di 200 km ha percorso l’autostrada Milano-Roma in una volta sola, senza dover aspettare un giorno per ogni ricarica completa; Milano e Roma distano infatti 570 km, il che significa almeno 3 ricariche, ma ricaricare 30 kWh significa 10 ore con una presa casalinga o con una colonnina a bassa potenza, o più di un’ora con una colonnina “veloce” da 23 kW… ma le colonnine ci devono essere!!

Dal primo ottobre 2017 sono attive sulla tratta Milano-Roma  30 colonnine di ricarica Enel/Eva+ con potenza di 50 kW, che permettono cioè di ricaricare in mezz’ora; le colonnine sono disposte ogni 60 km, rendendo così virtualmente possibile il viaggio Milano-Roma a qualunque auto elettrica.

Ma Daniele Bonafede ha voluto trasformare il “virtualmente possibile” in “realmente possibile”, lanciandosi in un’impresa che sembra un po’ ricordare la prima trasvolata atlantica, quando si pensava che fosse impossibile trasvolare l’atlantico. Charles Lindbergh ci riuscì in due giorni, il 20 e 21 maggio del 1927.

90 anni dopo Daniele Bonafede “trasvola l’Italia” elettricamente in una giornata.

Qui di seguito i link a tutti i “live” su Facebook, registrati qui prima che andassero perduti nell’oblio dei post antichi (i chilometraggi sono approssimativi e presi da Google Maps):

 

Riepilogo tappe (i dati in corsivo e grassetto sono stimati):

Luogo Tot km percorsi Km tappa Orario Tempo da partenza Durata Tappa (inclusa ricarica) Durata sosta Velocità media equivalente
Partenza Milano 0 09.05
Arrivo Fidenza 100 100 10.46 01.41 01.41 00.32                       59
Partenza 11.18
Arrivo Bologna 200 100 12.54 03.49 02.08 00.37                       47
Partenza 13.31
Arrivo Barberino 260 60 15.45 06.40 02.51 00.30                       21
Partenza 03.21
Arrivo Valdichiana 390 130 18.17 09.12 02.32 00.30                       51
Partenza 03.02
Arrivo Magliano 500 110 19.43 10.38 01.26 00.30                       77
Partenza 01.56
Arrivo Roma 570 70 21.46 12.41 02.03                       34

2016-2017: le auto elettriche da 300 km di autonomia reale? Qualcosa bolle in pentola!

25 Apr

Sembra che per il 2016 o 2017 bolla in pentola qualcosa di davvero interessante nel mondo dell’auto elettrica: sono già 4 i produttori che annunciano auto da 300 km di autonomia!
La media attuale è 120 reali contro 150 dichiarati, si parla quindi di un raddoppio!
Ma un raddoppio di cosa? Di densità energetica? Di dimensioni? Di peso? Di prezzo?
Ci sarà, cioè, un cambio di chimica/tecnologia, o solo un appesantimento delle auto per renderle chilometricamente più appetibili?

  1. Opel Bolt
  2. Renault Zoe e Nissan Leaf
  3. Tesla 3 (non sarà ora di allungare un pochino i nomi delle auto, alla Tesla, oltre all’autonomia?…)

Al momento le batterie più capienti sono le Panasonic NCR18650B da 235 Wh/kg, ma normalmente sulla maggior parte delle auto si trovano batterie da 100-150 Wh/kg, impacchettate a formare 16 kWh, massimo 20.

Cosa ci aspetta nei prossimi anni?

Effetti della temperatura sull’autonomia della Nissan Leaf

7 Mar

Da http://insideevs.com/real-world-nissan-leaf-fleet-data-reveals/?utm_source=feedburner&utm_medium=email&utm_campaign=Feed%3A+InsideEvs+%28Inside+EVs%29

 

Consumi reali Nissan Leaf USA

Consumi reali Nissan Leaf USA

Variazione consumi Nissan Leaf con temperatura

Variazione consumi Nissan Leaf con temperatura

I grafici mostrano i dati reali ricavati da una flotta di Nissan Leaf nel corso di 7000 viaggi.

I grafici confermano quanto già noto: aria condizionata e riscaldamento sottraggono circa il 30% dell’autonomia totale.

Confronto autonomie

30 Giu

Grazie alla formula trovata in questa ricerca (v. anche link ), già esaminata in altro articolo, ho potuto realizzare i grafici delle autonomie teoriche a velocità costante di varie auto elettriche:

EDIT: Queste formula, per quanto sofisticata, non tiene conto del recupero in frenata, che, come si vede invece dai dati empirici per la C-Zero, può permettere di aumentare l’autonomia anche di 30-40 km quando non si usa nè aria condizionata nè riscaldamento, 10-20 quando si usa l’aria condizionata, e… nessuno quando si usa il riscaldamento.

grafici-autonomie

 

Allo stesso modo si può graficare il consumo in Wh/km a velocità costante:

consumi

Versione interattiva: https://www.desmos.com/calculator/taletyetrc

La formula per il primoè:

  • A = \frac {Cbatt} { \frac {1} {n} (9.81 * m * Frr + 0.6125 * CdA * v^2) + \frac {P_{aux}}{v}}

Paux è la potenza dei servizi ausiliari (servofreno, servosterzo, fari,…).

Abbiamo al numeratore l’energia (kWh) della batteria e al denominatore la forza costante necessaria per far muovere un veicolo a velocità costante. Poichè però vale la relazione P = F * v (potenza = forza* velocità), possiamo anche scrivere che F = P/v , così al denominatore avremo kW/(km/h):

  • Autonomia = \frac {C_{batt}}{F} = \frac { kWh }{ \frac { kW}{km/h}}

Facendo un po’ di ordine si ha:

  • Autonomia = kWh* \frac {km/h} { kW} = \frac{ {kWh} }{kW}* \frac {km}{h}

Cioè appunto i km di autonomia.

Sostituendo i valori noti per densità dell’aria e accelerazione di gravità, e considerando il caso ideale di efficienza 100% (n=1) e potenza ausiliaria nulla (Paux = 0), i  km di autonomia per una velocità costante “v” espressa in km/h sono:

    • $latex

 

    • A = \frac {Cbatt} { (9.81 * m * F_{rr} + 0.6125 * C_d * A * v^2) }

 

    $

  • A = Cbatt/(9.81 * m * Frr + 0.6125 * Cd * A * v^2)

Usando numero approssimati ma più facili da ricordare:

    • $latex

 

    • A = \frac {Cbatt} { (10 * m * F_{rr} + 0.6 * C_d * A * v^2) }

 

    $

  • A = Cbatt/(10 * m * Frr + 0.6 * C_d * A * v^2)

Possiamo ulteriormente semplificare considerando un valore “tipico” di Frr, pari a 0.01 per auto su asfalto asciutto, un Cx di 0.3 e un’area frontale di 2.2 m^2, ottenendo così una formula “di massima”:

    • $latex

 

    • A = \frac {Cbatt} { (\frac{m}{10} + 0.4 * v^2) }

 

    $

  • A = Cbatt / (m/10 + 0.4 * v^2)

Volendo essere ancora più approssimativi e anche più conserbativi (cioè, male che vada l’autonomia è maggiore), possiamo scrivere una formula ancora più semplice:

    • $latex

 

    • A = \frac {Cbatt} { (\frac{m}{10} + \frac{v^2}{2} ) }

 

    $

  • A = Cbatt / (m/10 + (v^2) / 2  )

 

Oppure possiamo ricavare una formula utile per confrontare due auto identiche ma con ruote differenti (o su fondo stradale differente):

  • A = Cbatt / (10 * m * Frr + 0.4 * v^2)

Semplificata:

  • A = Cbatt / (10 * m * Frr + (v^2) / 2  )

Grafico interattivo delle autonomie di varie auto elettriche: https://www.desmos.com/calculator/uy5tcskjst

Da notare che, essendo autonomie calcolate a velocità costanti, non sono realistiche, visto che il percorso tipico di un’auto è tutt’altro che a velocità costante.
Nella ricerca di riferimento sulla Golf si vede che l’autonomia media effettiva è circa pari alla metà di quella massima calcolata, qualunque sia il percorso di prova:

Scopo principale dell’immagine non è tanto sapere l’autonomia effettiva dei mezzi, ma rendere i mezzi stessi confrontabili tra loro. Ad esempio, vediamo che Renault Zoe, Nissan leaf e BMW i3 sono sostanzialmente equivalenti in quanto ad autonomia, con un lieve vantaggio della BMW nei percorsi urbani a bassa velocità, e della Leaf in autostrada.

Interessante anche notare che in caso di utilizzo di riscaldamento o condizionamento, che hanno assorbimento tipico intorno ai 4500 W, le autonomie calcolate si dimezzano:

Aggiornamento:

trovati dati di consumi reali:  http://www.empa.ch/plugin/template/empa/*/135716/—/l=1

imiev-consumi-BRS

Confronto nel caso non ci fosse il Breake Recovery System (recupero energia in frenata):
imiev-consumi-BRS-noBRS

Grafico in miglia per gli amici anglofoni:

imiev-miles

Tenendo conto dell’efficienza di coulomb del 76% ( rapporto tra energia immagazzinata dalle batterie e energia ricevuta dalla rete):

imiev-coulomb-all

Un interessante studio mostra come la presenza del recupero di energia in frenata renda “uniformi” i risultati dei test effettuati su cicli di test differenti: nel grafico che segue, la curva in alto è la linea di tendenza dei risultati ottenuti senza recupero, risultati che sono estremamente sparpagliati intorno alla curva stessa; la curva più in basso è quella relativa al massimo recupero in frenata applicabile, che però risulta poco confortevole per il guidatore; è però interessante notare come tutti i punti che rappresentano i risultati dei test siano vicinissimi alla linea di tendenza, quasi annullando la variabilità tra un ciclo e l’altro; la curva centrale è la “strategia proposta” per il recupero in frenata nella ricerca da cui è preso il grafico, Evaluation of EVs energy consumption influencing factors, in World Electric Vehicle Journal Vol. 6 – ISSN 2032-6653.

recupero-in-frenata

Interessante anche osservare quantè l’assorbimento medio tipicamente necessario su auto elettriche di diverse dimensioni a seconda della temperatura esterna:

riscaldamento

Tratto da Potential of an electric brake resistor to increase the efficiency of electric vehicles in World Electric Vehicle Journal Vol. 6 – ISSN 2032-6653.

E’ importante anche sapere come variano le prestazioni delle batterie alle varie temperature; questo grafico mostra enormi cali di tensione nelle batterie fredde, cosa che probabilmente ha anche effetti sull’autonomia, visto che per mantenere la stessa potenza con tensioni più basse bisogna estrarre correnti più alte dalla batteria, che a correnti più alte ha capacità equivalenti inferiori (anche se di poco: 5-10% in meno, in genere, tirando fuori 1 o 2C da una batteria al litio):

effetti-temperatura-su-batterie

Tra una temperatura esterna di +24°C e -1°C si ha un calo di tensione, in accelerazione, di 15V in meno (-5V a 24°C, -20V a -1°C), mentre tra +24°C e -15°C si hanno addirittura 40V di differenza! (rispetto ai 400V nominali, dati da 96 celle in serie da 4.16V).

Il test è stato fatto sulla batteria di una BMW Active E con batteria NMC (Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide) organizzata in struttura 96S2P

Simulating low temperature behavior of high voltage traction batteries – The challenge of real time efficiency estimation – in Conference on Future Automotive Technology Focus Electromobility München, March, 18-19th 2013

Ecco invece un confronto tra le percentuali di energia recuperabile nei vari cicli di test: nel ciclo urbano oltre il 60% dell’energia andrebbe persa se non ci fosse il recupero in frenata, mentre in autostrada si scende al 10%, perchè ovviamente ci sono pochissime accelerazioni/decelerazioni e prevale l’alta velocità:
Tratto da Potential of an electric brake resistor to increase the efficiency of electric vehicles in World Electric Vehicle Journal Vol. 6 – ISSN 2032-6653.

LINK UTILI