Archiv der Kategorie: Reichweite

Aussagen und Erfahrungen zur Reichweite

Im Zeitalter der Elektromobilität wäre das sehr zufriedenstellend

IHH-LUch bin heute von Hamburg nach Ludwigsburg unterwegs gewesen und habe dabei ein aus meiner Sicht sehr zufriedenstellendes Fahrtzeitergebnis für die Gesamtsstrecke erreicht, immerhin eine Langstrecke, wegen derer ich mir immer die Kommentare anhören muss, dass E-Mobilität immer noch nicht geht.

Sicherlich eine Strecke, die ich normalerweise eher mit dem Flugzeug und Mietwagen zeitlich effizienter zurücklegen würde, aber es gibt manchesmal Gründe, mit dem Auto zu fahren, so auch in diesem Fall.

mediator-finden.deIch bin die nächsten zwei Tage auf dem zweiten gemeinsamen Mediationskongress der großen deutschen Mediationsverbände und dort als Sponsor und mit einem eigenen Stand für mein Portal www.mediator-finden.de vertreten. Und für diesen Stand sowie den Stand einer guten Bekannten gab es eine Menge Material mitzunehmen. Vom Karton mit Flyern über Rollup´s bis zum I-Mac, Beamer etc.  Dank der extremen Zulademöglichkeiten des Model S überhaupt kein Problem.

hhlu1Doch nun zu den Details: Google kalkuliert die Fahrtzeit aktuell mit 6 Stunden 38 min, „ohne Verkehr“ mit 5 Std. 45 min. Mein Navi hat mir 6 h 01 m berechnet als ich losfuhr.
Toll der Effekt dass ich genau bei 44.444 km nach Übernahme losgefahren bin (Wert A bei Trip Meters). Und noch wichtig zu erwähnen, das Fahrzeug war nicht vollgeladen, es waren schon 34 km /7,8 kWh auf der „Uhr“

HHLU2Wenn man wie ich mittags um 13.08 in HH losfährt, ist sicherlich die Zeitvariante mit ca. sechseinhalb Stunden „mit Verkehr“ die realistische. Und wie lange hat es bei mir gedauert?

„Theoretisch“ 7 Stunden 06 min inkl. Ladezeiten (und Pausen). Also keine halbe Stunde länger und das inklusive aller Pausen, die auch in der von Google errechneten Zeit nicht enthalten ist. Somit würde ich sagen- am Ende kein Unterschied bezüglich der Fahrtzeit ob ich mit einem Verbrenner oder mit einem Elektrofahrzeug der Klasse und Qualität eines Tesla Model S fahre.

Warum „Theoretisch“? Ja das hätte so geklappt, wenn das Hotel, dass ich mangels anderer Alternativen (der Kongress hat zu starker Hotelbelegung in Ludwigsburg geführt und ich habe leider zu spät gebucht) buchen mußte, noch nicht im Zeitalter der Elektromobilität angekommen ist.

Es gibt leider keinerlei Lademöglichkeiten für E-Fahrzeuge dort, die mir die Möglichkeit gegeben hätten, mit nahezu 0 km Restreichweite dort anzukommen- auf dieser Basis habe ich die theoretische Fahrtzeit berechnet. Im Sinne meiner Konzeptetion der Ladeweile® auch sicherlich richtig.

Ich musste kurz vor Ludwigsburg noch einen Schwenker zum Tesla Supercharger Bad Rappenau machen (ca. 30 km Umweg) und habe dort gleich in einer halben Stunde Ladezeit die notwendige Energiemenge für den Aufenthalt in Ludwigsburg und die Rückfahrt bis zum ersten Supercharger auf der Rückfahrt aufgenommen.

Ansonsten habe ich die Fahrtzeit optimiert.

Der erste Hub führte von HH zum Supercharger nach Lutterberg. Dort Ankunft nach ca. 3 Stunden mit einer Restreichweite von 28 km und einer Durchschnittsgeschwindigekit von 100 km/h .

HHLu3 In den drei Stunden habe ich übrigens ca. zweieinhalb Stunden intensive Telefonate führen können, dank der Stille des Tesla Model S ohne das die Gegenüber genervt waren (ein Telefonat davon dauerte über 90 min.) und der niedrigen Geschwindigkeit auch mit voller Konzentration meinerseits.

Dann Ladezeit 35 min. optimiert auf den nächsten Hub (Reichweite nach der Ladezeit 330 km rated range).

Die nächste Strecke bis zum SC Gramschatzer Wald hatte ich mit einer höheren Durchschnittsgeschwindigkeit geplant und tatsächlich habe ich die 202 km  dann in einer Zeit von 1 Std 44 min zurückgelegt (entspricht einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 116 km/h) und bin dort mit einer „optimalen“ Restreichweite von 3 km angekommen.

HHLu4Der Rest ist kurz erzählt.

HHLu6Ladezeit am SC Gramschatzer Wald 25 min, um genau die Menge Energie aufzunehmen, die ich theoretisch bis Ludwigsburg und praktisch bis Bad Rappenau brauchte.
Und, das sind – immer wieder zu betonen – keine Kosten, die normale Verbrenner haben, wenn Sie hier bei Shell V-Power oder FuelSave tanken.

HHLU5

Und dann will ich doch mal sehen, wie am Samstag die Rückfahrt läuft. Die fünfeinhalb Stunden, die ich bei der Rückfahrt vom Kongress mit dem A6 gebraucht habe werde ich nicht ganz schaffen, aber dafür doch wesentlich entspannter ankommen. Und dazu noch in meine Supercharger-Sammlung den heute eröffneten Supercharger in Hirschberg und den vor kurzem eröffneten Supercharger in Mücke einreihen.

 

Tesla und das Gesetz vom abnehmenden Grenznutzen

Letzte Woche habe ich eine interessante Beobachtung gemacht, die ich in Anlehnung an das aus der Volkswirtschaft bekannte 1. Gossensche Gesetz , oder auch Gesetz vom abnehmenden Grenznutzen hier kurz beschreiben will.

Wikipedia schreibt dazu: „Die Regeln sind von dem deutschen Volkswirt Hermann Heinrich Gossen (1810–1858) 1854 in seinem Werk „Entwickelung der Gesetze des menschlichen Verkehrs und der daraus fließenden Regeln für menschliches Handeln“ aufgestellt worden. … Das erste Gossensche Gesetz (auch Gesetz vom abnehmenden Grenznutzen oder Sättigungsgesetz) lautet: „Die Größe eines und desselben Genusses nimmt, wenn wir mit Bereitung des Genusses ununterbrochen fortfahren, fortwährend ab, bis zuletzt Sättigung eintritt.“ Das Gesetz besagt also, dass der Konsum eines Gutes mit zunehmender Menge einen immer geringeren Zusatznutzen (Grenznutzen) stiftet.“

Ich habe einen übertragbaren ähnlichen Effekt bei der Reichweitenberechnung bzw. Hochrechnung der verbleibenden Batteriekapazität beobachtet.

Kurz zu Beginn ein paar Erläuterungen:

Man kann die Kapazität der Batterie rückwärts ableiten aus der bereits verbrauchten Energie und der noch über die Restreichweite ermittelbaren Energie. Ich zeige das am besten einmal an einem Beispiel, das aus einer Tour nach Dänemark am letzten Freitag stammt. Das Tesla Model S war zu Beginn der Tour zu 100 % geladen.

Nach 163 km hatte ich eine Energie von 30 kWh  verbraucht. Als Restreichweite in der Messgröße rated range wurden mir noch 300 km angegeben. Der Durchschnittsverbrauch auf der gesamte Strecke betrug 184 Wh/km.Gossen 1

Auf der Basis des Durchschnittsverbrauchs der letzten 10 km von 176 Wh/km ergab sich eine projezierte Reichweite von 274 km.

Gossen 2

Also sollte als Restkapazität noch 176 Wh/km*274km = 48,2 kWh zur Verfügung stehen.

Die Gesamtkapazität betrüge auf Basis dieser Werte somit 30 kWh + 48,2 kWh = 78,2 kWh.

Nun zu meinen Beobachtungen:

Ich habe ja in einem früheren Beitrag schon einmal eine Grafik von Tesla veröffentlicht, die andere Werte zeigt.

Wie passen nun diese 78,2 kWh ins Bild.

Ja nicht so wirklich habe ich mir gedacht. Deshalb nachstehend mal ein paar Messwerte, die ich ermittelt habe:

Es wird deutlich, dass mit zunehmender Batterienutzung während einer Fahrt die rechnerische Batteriekapazität immer kleiner wird und schließlich bei 100% Last (rated range = 0 km) auf den 75,9 kWh landet, wie ich schon mehrfach bei Superchargeranfahrten festgestellt habe.

Also ist der zusätzliche Nutzen, bei zunehmender Nutzung der Batterie immer geringer, deshalb meine Analogie zum o.g. 1. Gossenschen Gesetzes.

Eine weitere interessante Konsequenz ist, dass damit die Verbrauchsrate, die der Ermittlung der rated range dient, damit auch nicht konstant ist, sondern mit zunehmender Batterienutzung kleiner wird. So würde zu Anfang die rated range auf einem Durchschnittsverbrauch von 161 Wh/km und zum Ende eher auf 153 Wh/km berechnet.

Wie kann das erklärt werden?

Meine Annahme ist, dass Tesla bei ziemlich voller Batterie die Gesamtreichweite eher unter Einbeziehung der Zero-Mile Protection ermittelt und diese dann sukzessive dynamisch bei den weiteren Reichweitenberechnungen einspart. Damit wird auch ein durchschnittlich höherer Abbau der Restreichweite auf den ersten km bei Volladung, wie ich in immer wieder auf längeren Strecken feststelle, ein wenig kompensiert.

Sollte nämlich die Reichweite zu Beginn auf dem Wert von 79,8 kWh mit dem rated range Durchschnitt von 153 Wh/km errechnet werden, würde das Model S eine Reichweite von 521 km anzeigen, (ein Effekt der in einem der früheren Softwarereleases auch so vorlag).

Ich freue mich auf Kommentare von anderen Model S Fahrern, ob Sie die Beobachtung bestätigen können.

Auf dem Weg nach Frankfurt – einige Statistikdaten

Einige interessante Statistikdaten zum Verbrauch auf der Strecke Hamburg – Supercharger Lutterberg.

Start in Hamburg an der Vattenfall-Säule am Empire Riverside Hotel um 18:35, Elbbrücken nach 6, 2 km um 18:50, Ankunft Supercharger Lutterberg um 21:21 nach 299 km, Restreichweite 30 km rated range.

lutterberg AnkunftDurchschnittsverbrauch 234 Wh/km, Durchschnittsgeschwindigkeit auf der Autobahn 116,4 km/h. Teilweise bin ich längere Strecken mit 140 km/h gefahren, um auf einen Schnitt von 120 km/h zu kommen, was mir aber nicht gelungen ist.

IMG_6039Laden am Supercharger zu Beginn mit 116 kW, nach 4 min mit 113 kW, 357 V und 317 A.

Nach ca. 20 min, das Essen wird gerade serviert, laden mit 80 kW, 377 V, 213 A, Ladestand 239 km  , Zuladung also 209 km, entspricht 42% der Batteriekapazität.

Nach ca. 30 min.
Laden mit 59 kW, 384 V, 154 A, Ladestand 303 km, Zuladung also 273 km, entspricht 55% der Batteriekapazität.

Nach ca. 40 min.
Laden mit 47 kW, 391 V, 121 A , Ladestand 358 km, Zuladung also 328 km , entspricht ca. 66% der Batteriekapazität.

IMG_6047Nach ca. 50 min. Essen beendet, Kaffee ist getrunken,
Putenbrust mit Salat 8,90 €, große Apfelschorle 3,50 €, Espresso2,10 €
Laden nur noch mit  38 kW, 397 V, 96 A, Ladestand 402 km, Zuladung also 372 , entspricht ca. 75 % der Batteriekapazität.

Das I-Phone ist nebenbei auch geladen, Energiekosten für Auto, Laptop und I-Phone insgesamt 0 €.

Verbrauch und Reichweite im Sommer

 

Im Sommer erreicht und übertrifft das Model S die Kennwerte aus der Grafik die Tesla veröffentlicht hat und die von einem deutschen Teslanauten auf km und km/h angepasst wurde sowie für den deutschen Autobahnbetrieb mit höheren Geschwindigkeiten extrapoliert wurde.

Bitte in nachfolgender Grafik beachten, dass diese die Reichweite inkl. der sog. Zero-Mile Protection angibt, einer Reserve an die ich bisher nicht herangegangen bin und die ich auch nicht ausreizen will.

Tesla-Reichweite-zu-konstante-Geschwindigkeit kmTesla-Verbrauch-zu-konstante-Geschwindigkeit km Auf der unteren Tabelle ist abgetragen, welcher Verbrauch bei konstanten Geschwindigkeiten (unter Idealbedingungen) erreichbar ist.

Hier mal ein realer Wert aus meiner 38 Stunden Tour zu einem von mir moderierten Team-Offsite eines Kunden in die Eifel und zurück.

Hinweg:

Für eine Strecke von 560,7 km habe ich einen Verbrauch von 109,8 kW gehabt.
Gefahren bin ich wo immer möglich die ersten 300 km 110 km/h (Tempomat), dann 240 km  120 km/h (Tempomat), anschließend in der Eifel einige Höhenmeter und Landstraße mit 70 km/h bis 90 km/h. Der Zielort hat eine Höhe von 440 m ü. NHN. Auf dem Weg waren einige Höhen und Täler zu überwinden, in denen natürlich die Rekuperation wirkt. Am Ende sind es zumindest 435 Höhenmeter netto gegenüber Hamburg Innenstadt, meinem Startpunkt.

Ladeweile:

HillesheimLaden während meines Aufenthalts an einer privaten Säule (16 A, 11kW) des Malereibetriebs Waldorf in Hillesheim. (An dieser Stelle auch noch einmal vielen Dank!). Wurde von unserem sehr guten Tagungshotel, dem  Hotel Augustinerkloster hervorragend organisiert. Und was erfuhr ich dort? Nach einer längeren Probeperiode mit dem Model S hat sich in Hillesheim jemand für ein Model X entschieden und auch bereits bestellt. Und der Hoteldirektor war auch ganz begeistert , ich denke in Kürze wird das Hotel selbst eine Lademöglichkeit bereitstellen.

Rückweg:

Für die Strecke von 550,0 km habe ich einen Verbrauch von 109,3 kWh gehabt, entspricht im Durchschnitt 199 Wh/km.

Rückfahrt Eifel1

Nur auf der Rückfahrt konnte ich auf der Autobahn durchgehend eine Geschwindigkeit von 120 km/h (Tempomat) halten wo es immer möglich war (also außer Baustellen und Brummi-Rennen, die heute kaum stattfanden, weil Deutschland während meiner Rückfahrt dem Fußballfieber verfallen ist – kann man ja auch im Radio verfolgen – Hauptsache 1:0). Bedingt durch den Effekt von 440 Höhenmetern wieder auf ca. Meeresbodenhöhe hier in der Region Hamburg zu kommen, war es somit möglich eine höhere Durchschnittsgeschwindigkeit als auf der Hinfahrt bei ungefähr gleichem Verbrauch zu erreichen. Lichtendorf-Süd hat übrigens ca. 100 m ü. NHN.

Geladen habe ich zweimal (kostenlos): Einmal am Rastplatz Lichtendorf Süd – in etwa Höhe Dortmund (36 kW) und während einer kurzen Pause am Rastplatz Wildeshausen (3kW). Restreichweite am Ziel 10 km projected range/11 km rated range.

Auf der Strecke Lichtendorf Süd nach Wildeshausen (196 km) habe ich bei meiner Tempomat Geschwindigkeit von 120 km/h einen Verbrauch von genau 200 Wh/km gehabt. Auf der Strecke von Wildeshausen nach Hause (178 km) dann bei gleicher Einstellung 210 Wh/km.

Die Durchschnittsgeschwindigkeit ab Lichtendorf Süd lag bei 115 km/h. Schaut man jetzt in der obigen Grafik nach, sollte bei einer konstanten Geschwindigkeit von 115 km/h ein Verbrauch von 220 Wh/km normal sein. Ich habe dagegen (möglicherweise wegen der Höhendifferenz von ca. 100 m) nur einen Durchschnittsverbrauch von 205 Wh/km gehabt.

Am Ende unterscheiden sich die Sommerwerte in jedem Fall sehr positiv von den Winterwerten. Dank des kräftigen Supercharger Ausbaus seitens Tesla, wenn auch teilweise in der Diaspora mache ich mir um den nächsten Winter dann auch wenig Sorgen.

 

 

Heute in Berlin – RWE Säulen mögen mein Tesla Model S nicht

Das war ein Tag mit Hindernissen heute.

Zuerst steuerte ich die RWE Ladewsäule in der Luisenstrasse an. Diese war frei, nicht zugeparkt, aber es ist auch klar warum. Durch eine Baustelle ist dort derzeit die Parkmöglichkeit aufgehoben. Absolutes Halteverbot (auch für Elektrofahrzeuge). Warum werden die dann nicht vorübergehend stillgelegt und als nicht verfügbar in der App von RWE gemeldet?

Dann also in unmittelbarer Nähe in die Reinhardtstrasse. Welch ein Glück, der Parkplatz vor der Säule ist frei, nur leider ist der Verriegelungsstift an der Säule verhakt, so dass sich der Stecker meines Ladekabels (Lapp) nicht hineinstecken läßt. Ein Zustand, den ich vor zwei Wochen schon an zwei anderen Säule der RWE am Savignyplatz hier in Berlin hatte. Also noch einmal gestartet, zum Glück ist die Dichte der Ladestationen in Berlin Mitte sehr hoch, die nächste freie Säule (wieder RWE) laut der Plugsurfing App ist in der Behrensstraße, Taxihalteplatz direkt gegenüber, also recht praktisch.

Das Auto ließ sich problemlos anschliessen und begann auch sofort den Ladevorgang mit 32 A, kurz im Weggehen mit der Model S App gecheckt. Das Laden läuft. (Restreichweite nach der Fahrt von Hamburg heute morgen war 152 km und ich wollte ja am Abend wieder gemütlich nach Hause fahren) . Mit den 32 A Ladestrom (entspricht 22 kW Ladeleistung) geht das Laden von 350 km Reichweite in locker zweieinhalb Stunden (Siehe Beitrag: Ein wenig Physik – Teil 2).

Ich komme also um 17.30 gelassen zurück zum Fahrzeug und sehe eine Restreichweite von 256 km auf der Anzeige. Da hat der Ladevorgang einfach nach 45 min. aufgehört – So ein Mist denke ich, aber na ja, E-Mobilisten sind  als Pioniere geduldig und leidensfähig, muss ich halt weiter zu einer anderen Säule und noch ein wenig nachladen, damit ich nicht mit Tempo 70 km/h nach Hause muss, dass macht nämlich keinen Spass und auf der Strecke nach Hamburg selbst ist die Ladeinfrastruktur so dünne, dass ich lieber Berlin noch unsicher mache.

Bedingt durch den Verkehrsstillstand in Berlin Mitte (es ist der Nachmittag vor dem verlängerten Himmelfahrtswochenende versuche ich erst mal dem Stau zu entkommen und finde eine günstig an der Strecke gelegene freie Säule von RWE in der Flensburger Strasse. Anschliessen funktioniert, der Ladevorgang mit 32 A beginnt und ich gehe ins nahegelegenen Restaurant, um die Ladeweile sinnvoll zu verbringen. Nach dem schnellen Salat lese ich noch ein bißchen in dem Buch „Owning Model S „, was ich vor wenigen Tagen geschenkt bekommen habe (Für Tesla Interessenten und Besitzer durchaus empfehlenswert) und kontrolliere immer wieder mit der Model S App auf dem iPhone den Ladezustand. Und auf einmal wechselt der Ladestrom von 32 A auf 16 A, was auf eine Verdoppelung der Ladezeit hinauslaufen würde.

Ich zahle also schnell und gehe zum Auto, um zu prüfen, ob ich ggf. den Ladestrom im Fahrzeug wieder hochsetzen kann, aber es liegt an der Säule, diese gibt auf einmal nur noch 16 A ab. In solchen Fällen ist es besser, 5 min weiter zu fahren und die nächste 22 kW Säule anzusteuern, zumindest, dann wenn man keine Lust mehr auf Ladeweile hat.

Foto vattenfallDie Plugsurfing App (im übrigen meines Wissens die einzige App, die gleichzeitig Verfügbarkeiten von RWE und Vattenfall anzeigt) führt mich zu einer Vattenfall Säule in der Helmholtzstrasse, direkt vor dem Unternehmen iav, Partner für automotive engineering. Dank RFID Karte (inzwischen eine von 8 verschiedenen Zugangskarten, die ich mit mir herumtrage bzw. -fahre) von Vattenfall funktioniert alles problemlos (vorher habe ich die New Motion Karte getestet, die angeblich auch die Vattenfall Säulen freischalten soll, es aber nicht getan hat). Bin wirklich gespannt; wie die angekündigte nächste Version der plugsurfing App funktioniert, die mir dann mit einem Abrechnungspartner sowohl Zugang als auch Abrechnung bei RWE und Vattenfall sowie anderen Partnern verschaffen soll):

Während ich diese Beitrag schreibe ist die Restreichweite inzwischen auf 447 km (rated range) angestiegen, so dass ich jetzt bequem mit angenehmen 130 km/h den Weg nach Hamburg antreten kann.

Hier mein Fazit:

  • RWE: das reicht so nicht!
  • Vattenfall: Bitte öffnet Euch unbedingt für New Motion
  • TESLA: Wir brauchen endlich einen Supercharger zwischen Hamburg und Berlin.

 

Nervenkitzel im Sauerland oder die Richtung macht den Unterschied

Mein Tesla Model S (P85) hat heute den Reichweitentest bestanden:

facebook

Von Großhansdorf über Hamburg bis zum Supercharger Wilnsdorf (475,9 km) in einer Fahrtzeit von 5 Stunden und 15 min (ohne Ladezeit/Ladeweile zwischendurch).

Restreichweite bei Ankunft war genau 1 km, das war eine Punktlandung.

Ich bin  bis Dortmund ca. 100 km/h gefahren und habe ein längeres Stück davon den Windschatten eines Busses genutzt. (Man erreicht so eine Verbrauchsleistung von 135 Wh/km bei 100 km/h).

In der Regel habe ich darauf geachtet, dass die Rated Range ca. 30 km oberhalb der km-Angabe für die Reststrecke lag.

Zugegeben, der Nervenkitzel wurde ziemlich groß, als ich vom Flachland kommend ins Sauerland kam, selbst bei geringen Geschwindigkeiten frißt die Steigung reichlich Energie.

Der Streckenverlauf ist durch große Höhenunterschiede geprägt. Auf dem 36 km langen Abschnitt zwischen Hagen und Meinerzhagen wird ein Höhenunterschied von 426 m, auf dem 20 km langen Abschnitt zwischen Meinerzhagen und Olpe ein Höhenunterschied von 180 m überwunden.

Ich bin dann zeitweise auf 70 km/h runter und erst die letzten 30 km/h wieder ca. 85 km/h gefahren.

Zum Glück kannte ich die Strecke und das Streckenprofil schon gut. Einem weniger Erfahrenen würde ich das Experiment in diese Richtung nicht empfehlen. Die andere Richtung ist erfahrunsggemäß deutlich entspannter, weil auf der Flachlandstrecke von Dammer Berge bis Hamburg keine wesentlichen Überraschungen mehr lauern.

So manch ein LKW Fahrer hat sicherlich geflucht, als er zum Überholen ansetzen musste, aber warum soll es denen nicht auch mal so gehen wie unsereins, wenn wir von einem Elefantenrennen blockiert werden.

Nun nutze ich die Zeit zum Abendessen, während der Supercharger mein Auto in ca. 1 Stunde wieder komplett lädt und dann geht es auf die nächste Etappe.

Tesla Model S, die ersten 100 Tage

Nach 100 Tagen mit dem Tesla Model S ist es Zeit, Revue passieren zu lassen und ein erstes Fazit zu ziehen.

Was sind die Fakten:

  • Über 14.000 km ohne technische Probleme
  • Reichweiten zwischen 250 km und 430 km pro Ladung
  • Langstrecken von über 1.000 km/Tag im Supercharger Netz machbar
  • Durchschnittsverbrauch 234 Wh/km , d.h. Energiekosten, wenn ich den Strom voll mit 26 Cent/kWh hätte zahlen müssen 6,08 €/100 km , unter Berücksichtigung der kostenlosen Ladevorgänge an den Tesla Superchargern und einigen RWE Säulen nur 4,13 €/100km
  • Ein Werkstattbesuch, weil es Windgeräusche am Schiebedach gab (wurde schnell behoben)

Nun im Detail:

In allererster Linie ist ein Tesla Model S ein Auto und hat den Zweck zu erfüllen, den Fahrer und die Mitfahrer in angemessener Zeit, sicher und wirtschaftlich von A nach B zu bringen. Das ist sozusagen die Pflicht und voll erfüllt. Auch bei Langstrecken und das, wenn man die bisher noch unzureichende Verfügbarkeit von Tesla Superchargern in Norddeutschland unberücksichtigt lässt, auch in akzeptablen Zeiten.

Dann der Blickwinkel eines Enthusiasten:

Ein Auto ja, aber ein ganz besonderes. Das Auto der Zukunft. Mit dem Tesla Model S hat eine neue Ära der Automobilität begonnen. Da ist HighTech pur im Spiel, fast* alles was technologisch und wirtschaftlich sinnvoll möglich ist, wurde umgesetzt.

Wenn es um Strecken in einem Radius von rund 300 km geht, kann der Tesla sehr, sehr gut in angemessener Zeit von A nach B kommen. Nach Aufbau des Supercharger Netzes wird auch bei größeren Entfernungen deutschlandweit eine angemessene Fahrtzeit möglich sein. Eine Pause von 30 min nach zwei- bis zweieinhalb Stunden Fahrtzeit ist nicht nur zumutbar sondern sogar empfehlenswert.

Sicherheit wird beim Tesla großgeschrieben. Bei den CrashTests in den USA hat das Fahrzeug mit einem 5Star-Rating abgeschlossen, die Wintertauglichkeit ist gegeben. Das Fahrzeug gilt heute als eines der sichersten Fahrzeuge der Welt.

Der Kritikpunkt in der Öffentlichkeit mit dem statistisch allerdings im Vergleich zu Benzinern unterdurchschnittlich häufgen dreimaligen „Abfackeln“ der Autos wurde zeitnah gelöst und das auch für Fahrzeuge im Bestand.

Wirtschaftlich wird das Fahrzeug bei großer Fahrleistung, insbesondere dann , wenn man es im Vergleich zu anderen Fahrzeugen der gleichen Fahrzeugklasse (als Benziner)  betrachtet.

Viel positives habe ich letztendlich in den vorherigen Beiträgen dieses Blogs beschrieben, dass will nich nicht alles wiederholen.

Aber es gibt auch ein paar Wermutstropfen:

Am Anfang fühlte ich mich von Tesla ziemlich alleingelassen, was die Umstellung auf E-Mobilität angeht (es gab zum Zeitpunkt meiner Bestellung und Auslieferung meines Tesla Model S noch kein Typ2 Ladekabel – ein Muss im deutschen Markt, es gibt kein Survival Guide mit Verzeichnissen öffentlicher Ladestationen, es gibt keine Hinweise darauf, wo man Zugangs-RFID Karten oder Passwörter rechtzeitig bestellen kann/muss)

Der Radioempfang ist unterdurchschnittlich, zum Teil bei schwachen Sendern sogar unzumutbar (oder sogar grottenschlecht), da ist ein weitaus höherer Standard in dieser Fahrzeugklasse zu erwarten (und Internetradio hilft in der Regel auch genau dort nicht, wo der Radioempfang schwach ist). Auch der mit dem Softwarerelease 5.9 neu dazugekommene Dienst RDIO ist da kein Ausgleich, zumal auch dieser in schlecht ausgeleuchteten Regionen einfach auf „Stumm“ schaltet.

Einige Ausstattungsmerkmale, die in dieser Fahrzeugklasse Standard sind, fehlen oder sind unzureichend, z.B.

  • ein fehlender Pollenfilter bzw. Filter der Abgase eines vorher fahrenden Dieselfahrzeugs rausfiltert. Auch wenn man selbst ein Elektrofahrzeug baut, sollte doch trotzdem beachtet werden, dass es noch stinkende Dieselfahrzeuge auf der Strasse gibt.
  • elektronisch einklappbare Aussenspiegel -kommen erst mit dem neuen Modelljahrgang  (auch wenn Tesla auf diese in Zukunft generell verzichten will)
  • ein beheizbares Lenkrad
  • eine bessere Heizung bzw. Isolierung im Fußraum
  • mehr Ablageflächen/-fächer im Fahrgastraum
  • eine Mittellehne für die Fondpassagiere (inkl. Cupholder)
  • eine Durchlademöglichkeit (Skisack) für den Transport von Skiern

Und dann gibt es „heilbare“ Features, weil diese über ein Softwareupdate nachgerüstet werden können

  • Parksensoren, die auch beim Rückwärtsfahren Kollisionsgefahren vorne melden
  • eine ausgereiftere Navigationsfunktion, die Alternativrouten bei Staus vorschlägt und eine verkehrsabhängige Fahrtzeitberechnung ggf. sogar unter Berücksichtigung individueller Höchstgeschwindigkeiten bietet
  • eine Downloadmöglichkeit des Navigationssystems mit Ladesäulen aus einschlägigen Verzeichnissen bzw. alternativ ein eigenes Verzeichnis von Ladesäulen und nicht nur die von Tesla oder bereits angefahrene Ladestationen (letztere kenne ich ja bereits, die Unbekannten in der Nähe sind die, die mich interessieren)

Einige Ausstattungsmerkmale sind auch als nachträgliches Zubehör installierbar (und hätten aber nach meiner Ansicht aber bereits zum Standard gehören müssen) z.B.

  • eine abdeckbare Mittelkonsole, damit nicht alle Utensilien offen sichtbar sind (aber der Stolz bzw. das Ego der Tesla Ingenieure, auf denKardantunnel verzichten zu können, war hier wohl Pate für die unpraktische offene Ablage – versuchen Sie mal mit „geilen“ 600 Nm zu beschleunigen, ohne dass Ihnen der ganze „Kladderadatsch“, der sich mit der Zeit in der Ablage ansiedelt, durchs Auto wirbelt.
  • ein beleuchteter Spiegel in der Sonnenblende
  • Kleiderhaken

Und sicherlich gibt es einen Haufen weiterer Ideen, die das Fahrzeug besser machen könnten (z.B. eine Fahrtenbuch-App, die es ermöglicht ein Streckenprotokoll mit An- und Abfahrtsort, km-Leistung, Streckenführung und Datum/Uhrzeit und Fahrtzeit zu generieren.

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* Warum habe ich oben geschrieben „fast“ alles beim technisch Machbaren?

Ganz einfach: Es gibt heute eine Reihe von Fahrerassistenzsystemen wie z.B. Abstandswarner bzw. Abstandsregeltempomat, Spurhalteassistent, Notbremssystem zum Fußgängerschutz, Spurwechselassistent bzw. Totwinkelüberwachung, Aufmerksamkeits-Assistent, Einparkhilfe, Verkehrszeichenerkennung.

Und die sollte ein Unternehmen, dass von sich behauptet „Tesla has probably the strongest autonomous driving engineering team of any car company may be any company…We do expect to be the first company in the market with significant autonomous driving functions in the vehicles” (O-Ton Elon Musk) standardmäßig im Angebotsportfolio haben. Zumal Tesla stolz darauf zu sein scheint, in der Oberklasse angesiedelt zu sein, was ich ja für nicht unbedingt sinnvoll halte, weil damit das Auto als Firmenfahrzeug in vielen Fällen aus dem „Relevant Set“  ausscheidet.

Viele der Features sind sicherlich softwaretechnsich nachrüstbar, so wie zum Beispiel die Berganfahrhilfe, die gerade mit dem Release 5.9 bereitgestellt wurde.

Vielleicht sollte man an dieser Stelle einen neuen Klassenbegriff für Autos auf überwiegend digitaler Basis einführen. Wie wäre es in Analogie zur Bananensoftware (reift beim Kunden) mit einer „Bananenklasse“.

 

Gute Nachrichten von Tesla

Heute hat Tesla bekanntgegeben, dass man, um den Ursachen der im letzten Jahr vorgekommenen Fahrzeugbränden für die Zukunft vorzubeugen, den Unterboden des Tesla Model S verstärkt. Alle Fahrzeuge, die seit dem 06.03. gefertigt wurden haben diese Verstärkung schon, für alle anderen Fahrzeuge ist das optional und ohne zusätzliche Kosten nachrüstbar.
Der zusätzliche Unterbodenschutz besteht aus drei Schichten: Eine Aluminiumplatte, darunter eine Titanplatte und dann nochmal eine Platte aus Aluminium.

In einem Beitrag von Elon Musk sind dazu noch Animationen zu sehen, die die Wirkung zeigen.

Die zusätzlichen Schilde sollen trotz des weiteren Gewichts nur eine Auswirkung von 0,1 % auf die Reichweite haben.

Ich muss ja in den nächsten Tagen sowieso meine Sommerreifen montieren lassen, da werde ich das gleich mitmachen lassen.

Ein wenig Physik – Teil 2: Laden

Das ist ja Motivation pur: „Der Beitrag ist wundervoll“ schreibt Andreas Müller in seinem Kommentar zum ersten Teil meines Physik-Beitrags und gibt noch wertvolle Hinweise dazu. Die Fehler in dem ersten Teil habe ich nun dank Andreas Müller hoffentlich alle korrigiert und kann mich an den zweiten Teil machen.

Schön: Der Beitrag wird immer noch gern gelesen, heute (18.08.2016) hat Hans Meier kommentiert:

Vielleicht sollte man den Unterschied von Wechsel- oder –Drehstrom deutlicher werden lassen, denn in den Akkus oder Batterien kann nur „Gleichstrom“ gespeichert werden und dieser Gleichstrom treibt auch die „Gleichstrom-Motoren“ der Elektro-Autos an.
Dann ist da noch zu erwähnen, wenn aus Wechselstrom Gleichstrom „gemacht“ werden soll, braucht man „Gleichrichter“.
Die entweder an der „Ladestation“ oder in dem „E-Fahrzeug“ verbaut.
Wird jetzt viel elektrische Energie in den Akku „gedrückt“, dann „drängeln“ die „zur Eile aufgescheuchten Elektronen sich gegenseitig beim Platzfinden“ auf die Füße und „der Akku kommt ins Schwitzen“ bzw. man „Spiegeleier und Kuchen“ auf den Akkus backen.

Wie ist das mit dem Laden, werde ich natürlich auch immer gefragt. Wie lange dauert das, Energie für 100 km Strecke zu laden? Wie lange dauert eine Volladung?

Ja und die Antwort lautet dann immer, das hängt von der Stelle ab, an der ich lade.

P=U*I hieß das in der Schule:

Leistung = Spannung mal Stromstärke

oder auch

Watt = Volt mal Ampere.

Wikipedia erklärt: Ein Watt ist die Leistung, um

  • pro Sekunde eine mechanische Arbeit von einem Joule zu verrichten (\mathrm{1\, W = 1 \, \tfrac Js}), also beispielsweise innerhalb einer Sekunde über die Strecke von einem Meter die Kraft von einem Newton aufzuwenden.
  • bei einer elektrischen Spannung von einem Volt einen elektrischen Strom von einem Ampere fließen zu lassen (\mathrm{1\, W = 1\, \mathrm{VA}}), oder
  • ein Gramm Wasser pro Minute um ca. 14,3 K (also innerhalb einer Minute von 15 °C auf etwa 29,3 °C) zu erwärmen.

Was ist denn nun wieder ein Joule. Gebräuchlicher ist bei uns immer noch der Begriff Kcal. Eine Kalorie ist die Wärmemenge, die benötigt wird, um eine bestimmte Masse Wasser, 1 Gramm bzw. 1 Kilogramm, um 1 Kelvin zu erwärmen. Eine Kcal entspricht dabei etwa 4 kJ.

Beim Auto sprechen wir ja auch immer noch von PS; die man leicht in KW umrechnen kann. 1 PS enspricht dabei 0,735 kW.

Wie dem auch sei, spannend für die Frage der Ladedauer ist letztendlich  wieviel Volt und Ampere die Ladestation liefert.

In unserem Stromnetz wird Wechselstrom geliefert, eine Technologie, die von von Nikola Tesla (da ist er nun, der Namensgeber der Mark Tesla) und George Westinghouse entwickelt wurde.

schuko[1]In der Regel sind zu Hause alle Schuko-Steckdosen mit 16 A abgesichert und lassen kurzzeitig bis zu 16 A Stromstärke zu, aber nicht im Dauerbetrieb.

Im Dauerbetrieb zu Hause an der Schukosteckdose kann ich mit ca. 10 A bei 230 V eine Ladeleistung von 2.300 Watt erreichen.

Eine Volladung (ohne dass die Reserve angegriffen wurde) bedeuten 75,9 kWh also eine Ladezeit von ca. 33 Stunden.

Für Dauerlast 230 V/16 A/6 h sind nur spezielle Caravan Stecker spezifiziert. Somit eine Leistung von knapp 3,7 kW. Die Ladezeit für eine Komplettladung verringert sich dann auf ca. 20 Stunden.

Die nächste Stufe ist dann Drehstrom, bei dem ich ein fünfadriges Kabel statt einem dreiadrigen benötige. Dieser besteht aus drei einzelnen Wechselströmen oder Wechselspannungen gleicher Frequenz. Die drei Wechselströme stehen zueinander über ein fixes Verhältnis in Bezug, das als Verkettungsfaktor bezeichnet wird und bei Dreiphasensystemen immer den Wert {\sqrt  {3}} aufweist. So kommt es dann zu der Angabe von 400 Volt bei Drehstrom.

Die Stromstärke bis zu 63 Ampere ermöglicht theoretisch eine Ladeleistung von bis zu 43,5 Kilowatt.

Da das Model S maximal 22 kW Wechselstrom aufnehmen kann, betrachten wir im Folgenden nur noch eine Stromnstärke bis 32 A.

Mehr als 32 A werden auch zu Hause selten zur Verfügung stehen, weil der lokale Energiebetreiber nicht mehr anliefert.

Zu beachten ist, dass es für 16 A  und 32 A unterschiedliche Stecker gibt, die sich sehr ähnlich sehen, aber einen unterschiedlichen Durchmesser haben.

Allerdings zeigt das Model S auch an einem 400 V Drehstrom Anschluss immer nur 230 V Ladestrom an. Das deshalb, weil zwischen jeder der drei Phasen und dem Nullleiter 230V anliegen.

So wird dann auch die Ladeleistung als 3* 230 V berechnet.

Bei 16 A stehen mir dann 3*230 V * 16 A = 11 kW bzw. bei 32 A 3*230 V * 32 A = 22 kW zur Verfügung. Die Ladezeit verringert sich dann auf 6,9 bzw. 3,4 Stunden.

Wichtig bei der Installation einer Ladestation zu Hause ist auch, dass die notwendigen Leitungsquerschnitte beachtet werden. Je höher die Stromstärke um so dicker das Kabel.

Neben den roten CEE Steckern hat sich hier als Quasi Standard in der Elektromobilität inDeutschland das Typ2 Ladekabel etabliert.

Die öffentlichen Ladestationen der Energiebetreiber sind in der Regel dann auch auf 3,7 kW (Schuko) oder 11kW bzw. 22 kW  (Typ2) ausgelegt.

Allerdings begrenzt Tesla derzeitig den Ladestrom bei 32 A softwaretechnisch auf 26 A, so dass die theoretische Ladezeit an einer 22 kW Station derzeit tatsächlich ca. 4,2 Stunden beträgt.

 

Angezeigt wird immer die Ladeleistung pro Phase. Hier die Anzeige von einer öffentlichen 22 kW Station, bei der die fahrzeugseitige Begrenzung auf 26 A aktiv ist. Die kleine 3 zeigt die Zahl der Phasen, so dass die 6 kW Ladeleistung mit drei multipliziert werden muss.

Um die 32 A Wechselstrom auch im Fahrzeug anzunehmen, können die Modelle mit mit einem sogenannten Doppellader ausgestattet werden.

Dann gibt es noch das CHAdeMO System aus Japan, dass in Deutschland allerdings nur an wenigen Stellen öffentlich bereitgestellt wird. Die Spannung bewegt sich bei diesen Verfahren im Bereich von 300 bis 600 Volt und die Stromstärke bis zu einigen 100 Ampere. Die verfügbaren Ladesäulen in Deutschland liefern Gleichstrom von 50 kW .

Leider ist der CHAdeMO Adapter für den Tesla, der kurze Zeit im Konfigurator bestellbar war, wieder aus dem System genommen worden. Auf Nachfrage teilte mir mein Service Advisor von Tesla heute mit, dass dieser im Moment nicht geliefert werden kann.

Zu guter Letzt sind da natürlich die Supercharger, die bis zu 120 kW Gleichstrom liefern (sollen). Mit diesen habe ich mich bereits in einem Beitrag am 27.02.2014 auseinandergesetzt. Für die Nutzung der Supercharger sind die Modelle mit 85 kWh Batterie bereits freigeschaltet, für die 60 kWh Batterie ist diese gegen Aufpreis konfigurierbar.

Aber selbst wenn die 120 kW auf Dauer bereitgestellt werden, ist die Batterie nicht in der Lage diese dauerhaft an- und aufzunehmen sondern reduziert diese Aufnahmeleistung sukzessive, wie nachfolgende Protokollierung zeigt.

 

Wenn man jetzt alle Ergebnisse gegenüberstellt ergibt sich folgende Übersicht der Ladezeiten.

 

Jetzt wird auch deutlich, warum die Frage nach der Ladezeit oder ladedauer für 100 km Reichweite nicht so ohne weiteres beantwortet werden kann.

Und wenn man unterwegs mal privat bei jemandem lädt, kann man anhand dieser Tabelle auch gut berechnen, welche Kosten man für die Ladezeit berechnen muss. Auf der sicheren Seite ist man immer, wenn man 30 Cent pro kW ansetzt, dementsprechend habe ich in der Tabelle in der letzten Zeile die Kosten für 1 Std. Ladezeit kalkuliert. Maximal übrigens dann immer ca. 23 €. Mehr geht einfach nicht rein.

Und um die privaten Stromlieferanten zu beruhigen, kann man im Fahrzeug die Stärke des abgenommenen Ladestroms begrenzen, so dass es nicht zu Problemen mit Überlastung führen kann.

Übrigens sind alle Angaben ca. Angaben, die immer von den lokalen Gegebenheiten und dem Fahrzeug abhängen. Tatsächlich hat auch der Ladezustand einen großen Einfluß, wie man am Protokoll des Supercharger Besuchs sehen kann. Und zwar um so mehr, um so höher die Leistung ist.

Ein wenig Physik – Teil 1: Batteriekapazität und Reichweite

Immer wieder muss ich erklären, wie denn der Energiebedarf und  die Ladezeiten des Tesla Model S sind. Und dann werfe ich mit Begriffen um mich, die demjenigen, bei dem der Physikunterricht ein wenig her ist, zwar bekannt sind aber meist nicht mehr so vertraut.

Ampere, Volt, Kilowatt, Kilowattstunden.

Gleichstrom, Drehstrom, Wechselstrom

Zugegeben, auch ich musste anfangs ein wenig nachblättern.

Um es meinen Freunden und Lesern dieses Blogs etwas einfacher zu machen, hier eine kleine Wiederholungseinheit in Physik und Elektrotechnik zur Auffrischung.

Am Ende ist es auch für mich gut, das ganze noch einmal zu erklären. Mathematik und Physik habe ich als Schüler und Student auch am besten gelernt, als ich als Nachhilfelehrer anderen etwas beibringen mußte.

Womit fange ich an?

Am besten mit der Modellbezeichnung meines Tesla Model S. Ich fahre ein Model S 85P wobei die 85 für 85 kWh steht, das ist die Batteriekapazität.

Vergleichbar ist die Batteriekapazität dem Tankinhalt, nur dass diese nicht in Litern angegeben wird, die dann zur Errechnung der Reichweite über einen Verbrauch in Litern/km dienen sondern in Betriebsstunden.

85 kWh bedeutet, dass ich bei einer Entnahme von 85 kW  Energie für eine Stunde Betriebsdauer habe.

Oder bei einer Entnahme von 20 kW, Energie für eine Betriebsdauer von viereinviertel Stunden habe.

Ich muß gleich dazu sagen, dass die 85kWh nicht vollständig zur Verfügung stehen. Tesla gibt an, dass nach Abzug der Reserve (Zero Mile Protection) und einem Entladeschutz (Bricking Protection) echte 75,9 kWh zur Verfügung stehen.

Die Frage ist also wie weit komme ich bei einer Entnahme von 75,9 kW pro Stunde bzw. beispielweise  ca. 25 kW pro Stunde.

Hier hilft eine Grafik von Tesla, die die Abhängigkeit des Energieverbrauchs von der Geschwindigkeit aufzeigt.

Tesla Verbrauch zu konstante GeschwindigkeitQuelle: Tesla

Diese Grafik ist im miles per hour (mph) angelegt und natürlich nicht auf deutsche Autobahngeschwindigkeiten ausgelegt, aber sie ist extrapolierbar und um eigene Erfahrungen anreicherbar.

1 Meile entspricht 1,609344 km

1 mph entspricht 1,609344 km/h

Was in der Grafik grob abzulesen ist, ist der Wert von 350 Wh/mile (d.h. ca. 215 Wh/km) bei einer Geschwindigkeit von 72 mph d.h. ungefähr 115 km/h also 115km/h*215 Wh/km = 24,75 kW. Die Werte kann ich aus dem operativen Betrieb durchaus bestätigen.

215 Wh/km bedeuten bei einer Batteriekapazität von 75kWh ungefähr eine Betriebsleistung von 350 km. (bei einer Geschwindigkeit von 115 km/h sind das ca. 3 Stunden Fahrtzeit).

Ein realistischer Wert, wie meine letzten Langstrecken ergeben haben.

Ich habe bei meinem Tesla zudem letzte Woche beobachtet, dass ich zum Halten einer Geschwindigkeit von 160 km/h ca. 320 Wh/km Verbrauch habe. Das heißt, ich würde bei einer konstanten Geschwindigkeit 160 km/h*320 Wh/km = ca. 52 kW verbrauchen. Ich käme also mit der Batterieleistung knapp 1,5 Stunden aus bzw. damit bei 160 km/h 240 km km weit (ohne die Beschleunigung und Verluste durch ständiges Anpassen der Geschwindigkeit an den Verkehrsfluss zu berücksichtigen).

Oder: Bei einer konstanten Geschwindigkeit von ca. 180 km/h habe ich ca. einen Verbrauch von 420 Wh/km. Die Batterie würde bei einer Entnahme von 75,6 kW ca. 1 Stunde halten und somit bei dieser Geschwindigkeit ca. 180 km Reichweite  pro Ladung erbringen.

Am Ende wird klar, wie Tesla auf die Reichweite von 480 km kommt.

Die Formel ist ganz einfach. Bei 55 mph gibt es einen Wert von ca. 255 Wh/m.

75 kWh entsprechen bei 255 Wh/m Verbrauch einer Distanz von 297 Meilen bzw. 480 km.