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Autonomia invernale: il tallone d’Achille delle PHEV

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Il Suv Mercedes EQC durante i test invernali in Svezia

Il crollo dell’autonomia delle auto elettriche nella stagione invernale, per quanto fenomeno stranoto e più volte spiegato in questo sito (vedi qui), sta suscitando un acceso dibattito tra i nostri lettori. Alcuni dei quali lamentano un’autonomia più che dimezzata, mentre altri non perdono più del 20-30%. Come si spiegano performances tanto diverse? Possono dipendere da malfunzionamenti? Oppure dal deterioramento delle celle? O da diversi stili di guida, diverse condizioni ambientali, diverse soluzioni costruttive?

Ecco perchè: ve lo spiega Leonardo Spacone

Abbiamo girato la domanda all’ingegner Leonardo Spacone che, sviluppando il suo sistema di navigazione per auto elettriche Power Cruise Control (PCC), “mette il naso” ogni giorno nel cuore elettronico di ogni modello di BEV presente sul mercato.

Non fidatevi dei dati della strumentazione di bordo

Una premessa. I dati rilevati dalla strumentazione di bordo, spiega Spacone, sono giocoforza approssimativi. Si basano infatti su algoritmi scritti a partire dalle caratteristiche di progetto del powertrain (batteria, inverter, motore) e non sullo specifico di ogni vettura. Le indicazioni sull’autonomia residua, poi, fanno riferimento ai consumi attesi se le condizioni di utilizzo del mezzo fossero le stesse degli ultimi chilometri percorsi. Non tengono conto del percorso da affrontare, delle altimetrie, delle condizioni metereologiche che si incontreranno fino alla destinazione.

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Meglio monitorare i consumi istantanei

Un consiglio. Per acquisire dati più puntuali è consigliabile monitorare i consumi istantanei che in ogni momento indicano quanta energia è servita per percorrere l’ultimo km. Il sistema Power Cruise Control, viceversa, è collegato all’elettronica di bordo, acquisisce i dati reali della specifica vettura (rilevandone quindi anche anomalie dovute allo stato di salute dei componenti) e li elabora sulla base del percorso reale fino a destinazione, altimetrie comprese, e nelle condizioni ambientali in tempo reale.

La batteria fredda “rende” il 2-3% in meno

Tuttavia, fa notare Spacone, tale approssimazione non giustifica gli scostamenti segnalati dai lettori. Le temperature esterne possono peggiorare le performances delle batterie di pochi punti percentuali a partire da quella ottimale per il loro funzionamento che è attorno ai 20 gradi. Scendendo verso lo zero termico il deficit potrebbe essere del 2-3 % o anche maggiore se si arriva a temperature che sfiorano i -20°.

L’aria è più densa, serve più energia

Un secondo elemento negativo è la densità, quindi la resistenza, dell’aria che aumenta alle basse temperature e cresce ulteriormente con l’umidità, la nebbia e la pioggia. Anche le gomme termiche generano resistenza all’avanzamento, chiedendo alle batterie un surplus di energia. Tutti questi fattori messi insieme giustificano un aumento dell’energia richiesta a parità di chilometraggio percorso che raggiunge e supera il 10%.

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La BMW iX3 alla prova del freddo

Il riscaldamento: conta il tempo, non i chilometri

«Molto più impattante sull’autonomia invernale _ continua Spacone _ è la climatizzazione dell’abitacolo. Il riscaldamento molto più del raffrescamento. Il consumo di energia, in questo caso, non è in funzione del chilometraggio, bensì del tempo di percorrenza e del differenziale fra temperatura esterna e temperatura interna».

In altre parole, gli stessi chilometri possono richiedere molta più energia se percorsi in più tempo, con temperature esterne più rigide e interne più alte. Lo scostamento dei consumi qui può essere molto accentuato, anche del 15-20%.

L’inverno incide di più sulle batterie più piccole

Tutto questo spiega l’altro fenomeno evidenziato dai lettori: il dimezzamento dell’autonomia invernale per quasi tutte le ibride plug in. Spacone lo descrive così: «Auto ibride e auto elettriche hanno l’identico fabbisogno energetico per riscaldare l’abitacolo e per vincere la maggior resistenza all’avanzamento. Ma la stessa energia addizionale sarà una quota percentuale del totale accumulato. E sarà molto più rilevante per le piccole batterie delle ibride plug in che non per le batterie molto più capaci delle elettriche pure. Poniamo che il fabbisogno supplementare per l’identico percorso sia di 3 kWh per entrambe: equivarrà al 30% di una batteria da 7 kWh e al 3% di una da 70 kWh.  Aggiungendo gli altri fattori peggiorativi già elencati, può essere più che giustificato il dimezzamento dell’autonomia rilevato dai lettori senza che vi sia alcun guasto o difetto nelle batterie. E al rialzarsi delle temperature, senza più riscaldamento, le percorrenze torneranno ai livelli originari».

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Le piccole batterie delle ibride plug in

Troppe variabili in ballo per fissare uno standard

Ci domandiamo però come mai i venditori non preavvertano i clienti al momento dell’acquisto, o perché le case auto non forniscano dati più precisi sull’autonomia in funzione delle temperature. La tesi di Spacone è che un monito generico scoraggerebbe il cliente e lo indirizzerebbe verso altri tipi di motorizzazione. Indicazioni più precise sarebbero inevitabilmente fuorvianti perché «le variabili in ballo sono almeno una decina: intrecciate tra loro nelle diverse combinazioni darebbero origine a un ginepraio di diverse autonomie attese. E si genererebbe solo confusione».

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38 COMMENTI

  1. La pompa di calore , sedili riscaldati 4 ventilati 2 ci sono sulla mia Kia ENiro per cui niente di nuovo .
    Le batterie LFP , più pesanti ma molto robuste e senza cobalto sono diventate standard su Tesla Model 3esportata anche in Europa e su Model Y x Cina .
    È in atto una valutazione se è meglio una LFP che tollera bene cariche sino al 100 % o una Litio cobalto che viene suggerita con carico all 80%.
    Toyota ha una lunga storia sull ibrido , su prius usa ancora nickel i metal idrato , e poca storia sulle full electric .
    Sono contento che un negazionista come Toyoda si sia convertito all elettrico ma ad oggi Lexus non è interessante e la nuova BZ sara da valutare quando sarà possibile provarla , in questo mondo c’è tanto bullshit , vedi ad esempio la capacità della batteria della Lucid ,

  2. Sarebbe interessante sapere se anche altre auto elettriche (quelle di alta gamma, per dire, le Tesla, o la Mercedes EQC/EQS) perdano fino a un 50% di autonomia al freddo, o se anche in questi casi si nota la differenza.

    • La perdita di autonomia in assoluto è la stessa, ma espressa in percentuale è inferiore nella auto con batterie di grande taglia. L’articolo lo dice chiaramente. Ma lei l’ha letto o commenta il titolo?

      • No Massimo, Walter ha posto una domanda corretta. La perdita di autonomia in assoluto non è la stessa, cambia da auto ad auto e dipende dalla tecnologia della batteria e dell’auto. Guarda caso la tanto vituperata Toyota (non da me) ha fornito i dati della sua batteria della sua prima elettrica che quasi non risente del freddo e in termini assoluti perde la metà rispetto alle analoghe auto elettriche in circolazione.

        • Il futuro è sempre più bello , quando potremo provare la Toyota capiremo se sarà miglioreranno.
          Prima di parlare vedere cammello

          • La Toyota ha certificato i suoi dati. Ok al “vedere cammello”, ma almeno qualcuno il cammello lo ha messo in vendita.

          • Infatti Toyoda , noto scettico su elettrico che ci ha sollazzato con spiegazioni su idrogeno ,per giunta su motori a scoppio adesso se ne esce con auto elettrica.
            Quante riviste , giornalisti , hanno potuto provarla certificando i dati ?

          • Infatti Toyoda già vende da anni la Lexus UX300e, elettrica pura, e ha anche investito 2 spiccioli, qualcosa come 14 miliardi di dollari, robetta, nello sviluppo delle batterie (e i primi risultati già si vedono visto che non solo la batteria di Toyota promette di fare meglio col freddo ma promette anche una autonomia del 90% dopo 10 anni o 240000 km, risultati entrambi straordinari rispetto a tutti gli altri costruttori). Dimentichiamoci tra l’altro che Subaru si è affidata a Toyota per l’elettrico (infatti la Subaru Solterra, la prima elettrica della Subaru, è una Toyota BZ4x con poche modifiche …) e ignoriamo il fatto che Toyota è in partnership con BYD per utilizzare le sue batterie a lama di prossima generazione, nell’attesa di terminare gli sviluppi delle sue batterie. Altro dato che possiamo trascurare, certamente, è il fatto che Toyota prevede di lanciare 70 elettrificati di cui 15 veicoli elettrici nei prossimi 4 anni di cui 7 della linea bZ.

            Comunque se sei curioso di sapere di più sul nuovo suv elettrico Toyota, non dovrai aspettare molto: sarà in vendita da metà 2022.

          • Caro Enzo , ma leggi le prestazioni delle auto prima di scrivere ? La Ux 300 è disponibile da 8 mesi e l autonomia ? Hai letto il numerino ?
            Se sei così gasato compratela . Comunque sono stufo di Tesla killer che poi si sono dimostrate dei chiodi .
            E la Lexus è così , quando arriverà Toyota vedremo , prima si provano e poi si commentano

          • Ho scritto che è migliore di una Tesla? Non mi pare, tra l’altro non lo penso, io personalmente preferirei il Cybertruck al bZ4X, quindi certo non potrei affermare una cosa del genere.

            Tu hai scritto: “Quante riviste , giornalisti , hanno potuto provarla certificando i dati ?”

            E io ti ho risposto spiegandoti perché, a mio avviso, quei dati probabilmente sono veri (ovvero per gli investimenti in campo, per i piani di sviluppo, etc).

            Ne riparleremo tra 6 mesi circa per vedere se il tuo scetticismo o la mia fiducia verso il brand sono ben o mal riposti.

        • Qualcuno l’ha testata su strada questa Toyita dei miracoli? Mi meraviglio che tu, sempre così scettico, prende per oro colato quel che dice un costruttore. In ogni caso, l’articolo in questione affrontava il tema in termini generali.

          • https://newsroom.toyota.it/anteprima-europea-del-nuovo-toyota-bz4x/

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            Prestazioni alle basse temperature

            Grazie a un sistema di riscaldamento efficiente ed efficace, le prestazioni e l’autonomia vengono mantenute anche con le temperature più rigide. bZ4X utilizza una pompa di calore, scelta tecnica più efficiente e che utilizza meno energia rispetto ai sistemi di aria condizionata classici.

            Per un maggiore calore dell’abitacolo, il riscaldamento radiante a infrarossi, previsto per il guidatore e il passeggero anteriore, è installato sotto il piantone dello sterzo e il cruscotto per riscaldare la parte inferiore delle gambe e i piedi. Fornito come optional in abbinamento ai sedili riscaldati – questi ultimi sempre di serie -, permette un riscaldamento molto più veloce, in appena un minuto.
            <<<

            Un dettaglio molto importante che mostra visivamente le migliori performance promesse da Toyota (che poi andranno riscontrate sul campo) è invece presente qui: https://youtu.be/-zPk83LUptA?t=415 (ho già evidenziato il punto importante) che mostra come il gap di autonomia tra primavera (20°) e inverno (-5°) tra le batterie "convenzionali" e la Toyota sia di fatto dimezzato. Inoltre il confronto andrebbe esteso anche alle batterie a lama (tra cui quelle in arrivo di BYD) o a quelle a stato solido o semisolido (tra cui quelle in arrivo di Nio), anche loro potrebbero dare risultati migliori rispetto alle batterie tradizionali.

            Tornando ai modelli oggi in vendita, non solo esiste una differenza tra brand e brand ma addirittura all'interno della stessa gamma di modelli dello stesso brand. Nel caso della Tesla Model 3, ad esempio, sappiamo tutti come le "nuove" batterie LPF abbiamo avuto impatti negativi sia sulla velocità di ricarica sia sull'autonomia rispetto alle batterie standard, problemi mitigati successivamente da un aggiornamento del firmware. Quindi non solo il tipo di riscaldamento della batteria (aria o acqua) ma anche la chimica della batteria incidono sulla autonomia in inverno.

        • Enzo la perdita di efficienza della batteria è poca cosa in realtà. La differenza vera la fa il sistema di climatizzazione della stessa. Per cui che Toyota abbia tirato fuori dal cilindro una batteria che invece di perdere l’1% in efficienza, ne perde lo 0,5 non sposta di nulla l’eventuale problema.

  3. Solito articolo denigratorio verso le plugin fatto da un sito chiaramente estremista BEV che ignora la tecnologia PHEV e scrive senza cognizione di causa e senza capire quanto una PHEV usata del modo corretto si comporta e inquina quanto una BEV per mediamente il 70% dei km percorsi. E sottolineo “inquina” dato che molti con uno spirito falso green criticano la plug-in sul lato economicità.
    “dimezzamento dell’autonomia invernale per quasi tutte le ibride plug in”? Si certo perché sul vostro sito pubblicate solo articoli sulle esperienze negative delle plug-in e mai su quelle positive…leggetevi invece i commenti agli articoli dei veri possessori e utilizzatori di plug-in…

      • Non sapevo che autorizzare la pubblicazione di commenti fatti da altri fosse equivalente a scrivere e pubblicare articoli, fare il giornalista ultimamente è diventato molto facile.
        Mi sembra inutile rimarcare la differenza di visibilità di un articolo vero e proprio che viene indicizzato dai motori di ricerca piuttosto che quello di un banale commento ad un articolo che i lettori di quest’ultima difficilmente leggono…

        • Lei ci ha inviato un commento. Ci mandi un articolo, documenti quello che scrive, e non solo lo pubblicheremo, ma la ringrazieremo pure. (la invito a leggere la firma sull’articolo che sta commentando, così la smetterà di ironizzare sul nostro lavoro)

  4. Leggo molto volentieri i commenti in vista di un mio prossimo passaggio all’elettrico puro , con miei 15 km giornalieri anche se non ho il garage sotto casa e quindi non posso avere ricarica domestica , sarebbe comunque ideale. A proposito di riscaldamento… Ma perché non dotare le auto di un elemento riscaldante a gas e solo per riscaldare abitacolo e batteria? Sarebbe molto più logico e semplice utilizzare il calore di un bruciatore a gas per lo scopo di produrre calore nel periodo invernale a tutto vantaggio della durata della batteria che dovrebbe occuparsi solo della trazione e dell’elettronica, lasciando alla combustione ciò che sa fare in maniera molto semplice , produrre aria calda.

    • A gas? Come la UAZ che aveva la stufa a bordo? Lei mi sta già simpatico. Purtoppo la risposta seria è che no, non si può.

    • Si lo faceva l indiana G Wiz con bruciatore a benzina , ma con la capacità in aumento delle batterie lo vedo come un problema che affliggera noi early adopters .
      Ad esempio la Zoe è passata da 20 a 52 kWh di batteria in pochi anni utilizzando la stessa forma di contenitore batteria .

  5. Parcheggio all’esterno. Se non la lascio attaccata, credo che il sistema di mantenimento della batteria sia la causa del consumo. Perché sia in grado di partire in qualsiasi momento. Questo per il momento è l’unico grosso problema anche di un’auto speciale come la Tesla: bisogna pensarci quando si va in gita in montagna d’inverno e la si lascia in un parcheggio a -10……

    • Attenzione: il valore mostrato tiene conto della temperatura della batteria in quel momento, non è affatto detto che si sia scaricata del 10%, può essere indisponibile in quel momento e tornare disponibile non appena le celle più esterne (quindi più fredde) si riscaldano. Anche questo è gestito dall’insuperato BMS Tesla.
      Se un giorno puoi farlo, fai questa prova: verifica la percentuale alla mattina presto, ricontrolla alle 14 e vedrai che ha ripreso qualche punto percentuale.

  6. “Ci domandiamo però come mai i venditori non preavvertano i clienti al momento dell’acquisto, o perché le case auto non forniscano dati più precisi sull’autonomia in funzione delle temperature. La tesi di Spacone è che un monito generico scoraggerebbe il cliente e lo indirizzerebbe verso altri tipi di motorizzazione.”

    Quindi meglio la sorpresa. E il codice del consumo che fine fa? Lo mettiamo da parte per non impattare sulle vendite? Uno acquista un’auto che vanta una autonomia x, si ritrova una autonomia y e va tutto bene?

    Il protocollo WLTP prevede di monitorare i consumi a quale temperatura?

    Ma che vergogna …

  7. Non sino assolutamente d’accordo. Non bisogna a tutti i costi difendere EV e plug in. Con una BMW X1 la carica in box in inverno arriva a circa 42 km che si scaricano velocemente. Ho provato ad andare per una ventina di km senza riscaldamento, senza fari ma il risultato cambia dj pochissimo. Per non parlare delle EV in montagna sopra i 1500 mt: ho testimonianze di conoscenti che vivono stressati con il problema della “carica”. La maggioranza non è cond alcuni fanatici che scrivono su questo sito le loro prodezze con le EV. Con questo non voglio dire che l’elettrico non sia il futuro ma oggi come oggi no ci siamo! Batterie costose, pesanti e poco efficienti, colonnine inesistenti con APP tutte diverse e costi di ricarica esagerati (in particolare x carica veloce). Ma di cosa parliamo! Siate obiettivi anche perché il progresso è fatto da chi risolve i problemi e non da chi dice che va tutto bene.

    • Non capisco a chi è rivolto l’invito: stiamo pubblicando diversi articoli sul fatto che l’autonomia cala con il freddo e non abbiamo mai nascosto nulla. Quindi: queste critiche a chi sono indirizzate?

    • Non è una critica a voi in particolare, ci mancherebbe, ma a tutto il “sistema” automotive, ai giornalisti di automotive (quattroruote esclusa che sono gli unici obiettivi) e alle regole dell’Unione europea che impone, a prescindere, di andare a spron battuto verso le EV in tempi brevissimi. E probabilmente non è la tecnologia del futuro per tutti i problemi irrisolti che si porta dietro. L’articolo di per sé è molto interessante e finalmente obiettivo di una situazione critica che rilevo con una plug in. Tutto qui.

      • Sono d accordo su quello che dici a parta l obiettività di Quattroruote,purtroppo decaduta . Come ho spiegato in altri miei post

      • L’Europa non ci impone le BEV, ma solo di smettere di avvelenarci, che l’elettrico alla tecnologia attuale sia la migliore conseguenza è solo un dato di fatto.. Per gli ” appassionati del termico”provate a girarvi lo scarico dei motori in abitacolo…

  8. Devo essere sincero: chi mi ha venduto la kuga mi ha detto un laconico ma inequivocabile “occhio che con il freddo l’autonomia elettrica cala anche di un 10 km comodi. È una cosa normale”. Già lo sapevo, ma non posso dire di non essere stato avvisato. Per il resto: articolo molto interessante, special thanks a Leonardo Spacone.

  9. Articolo molto ben calibrato sulle varie variabili concomitanti; dalla temperatura, ai pneumatici al riscaldamento invernale che tira molta potenza e mi sarei soffermato di più anche sulla qualità delle batterie oltre che al valore in KW ed al fatto che essendo quasi a contatto con il terreno sono veramente al freddo e quindi sicuramente sempre sotto di molto ai 20°C e quindi sotto la media di potenza calcolata a temperatura standard. Complimenti ai sig. Spaccone per la minuziosa diagnosi.

  10. Buongiorno,
    dopo quasi due anni con Model3, rilevo che su strada il consumo in inverno passa da 15 a 20 kWh/100 km. Per riscaldamento/attriti/pneumatici invernali.
    Diverso invece il consumo statico, ovvero quando la macchina è ferma la notte senza ricarica, si pùo perdere anche 10% in una notte, circa 40 km di autonomia. Batteria da 55 kWh.

    • Gian, in che senso perdi il 10% in una notte? Con il Sentry attivo e forse la partenza programmata? La mia è in garage a 10° e perde esattamente ZERO. Batteria LFP.
      Intendi che perdi il 10% o che perdi 40 chilometri di autonomia indicata? Perchè se è la seconda, è ovvio: la mattina la batteria è fredda e la macchina ti avverte che farà meno strada, non è che la batteria ha perso carica, è l’efficienza che è peggiorata, ma la percentuale è sempre quella (chiedo scusa se dico cose magari ovvie e sono io che ho frainteso).

    • Prova a spegnere il Sentry la notte e vedrai che il drain notturno sparisce totalmente. Io abito in Scandinavia e nei giorni più freddi perdo al massimo l’1% la notte.

  11. Intanto un grazie a Spaccone per le sue analisi , dove vediamo che l uso invernale è molto impattante su autonomia , mi piacerebbe capire una cosa sulle phev in quanto non son così sicuro che tutte abbiano un doppio riscaldamento ,pompa di calore o resistenza e riscaldamento con uso del motore termico .
    Sarebbe interessante fare una situazione .
    Ho avuta risposta ad esempio che su Mitsubishi Outlander esiste pompa di calore ma non sono convinto su altre phev che secondo me semplicemente accendono il motore termico .

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