Como a Tesla está ficando para trás dos concorrentes sem sair das regras da EPA

A multidão de concorrentes está se aproximando da faixa de 412 km do Tesla Model S. O Porsche Taycan cai entre 309 e 327 km. Audi e-tron - 328 a 351 km O Jaguar I-Pace fica a 377 km de distância. O Chevy Bolt EV vai frente a frente com um alcance de 417 km.
Só existe um problema. O Tesla Model S obteve essa certificação da Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA) há oito anos. Hoje, pelos padrões da EPA dos EUA, o modelo Tesla com a maior distância de viagem, o Modelo S Long Range Plus, pode cobrir incríveis 647 km.
E em termos de distância percorrida por veículos elétricos, Tesla parece estar fora de competição. Apesar dos bilhões injetados em programas de desenvolvimento de veículos elétricos, as montadoras estabelecidas não foram capazes de atingir essa faixa - e vencer o jogo continua sendo a chave para conquistar compradores. Então, como Tesla faz isso?
Isso foi especialmente interessante para nós, pois nossos próprios testes do Tesla na rodovia com uma velocidade permitida de 120 km / h mostraram que o carro ficou aquém desses números em 27%, e todos os outros carros testados em 22%. Com tudo isso em mente, e os recentes escândalos de economia de combustível e emissões na Ford, Hyundai-Kia e Volkswagen, não podíamos acreditar apenas na palavra de Tesla. Em vez disso, usamos a ajuda do provedor de informações IHS Markit para vasculhar a documentação da US EPA, da comunidade de engenharia automotiva SAE e dos fabricantes de automóveis. Além disso, testamos os carros para entender como a Tesla atinge números tão grandes. O domínio da empresa nesta área se reduz, em geral, a três fatores. Vamos analisá-los separadamente.
Fator de ajuste
Se você se aprofundar nas especificidades do cálculo da quilometragem de veículos elétricos com uma única carga, uma toca de coelho repleta de documentos técnicos repletos de detalhes aparece rapidamente - como, por exemplo, o padrão J1634 de 32 páginas da SAE, que descreve os testes de quilometragem e eficiência. Resumindo, então: um dinamômetro é amarrado a um veículo elétrico - algo como uma esteira para carros - e os testes são continuados, que só terminam quando a bateria se esgota a tal ponto que o carro não consegue manter a velocidade necessária.
Este procedimento utiliza o “ciclo urbano” da USEPA (velocidade média de 32 km / h em 12 km com 18 paradas) e “ciclo rodoviário” (velocidade média de 77 km / h em 17 km). Os mesmos ciclos são usados para testar a economia de combustível de todos os automóveis de passageiros. Durante ambos os ciclos, o carro é conduzido muito "suavemente" - a aceleração mais agressiva atinge uma velocidade de 97 km / h em 18 segundos. Entre os ciclos de direção urbana e rodoviária, o teste mantém uma velocidade constante de 90-100 km / h para descarregar a bateria. A US EPA sabe que esses testes de baixa velocidade não refletem as condições do mundo real, então cada número que representa a quilometragem máxima do produto final é multiplicado por um fator de correção para fornecer um resultado mais realista e semelhante ao do consumidor.

Tesla Model S Porsche Taycan Turbo S :
Porsche Taycan Turbo S 2020 : 192
Tesla Model S 2020 : 326
:
- 8 – Porsche,
- 16 – ,
- 41 – ,
- 26 – ,
- 43 – .
E aqui começa a diversão. O fator de ajuste padrão reduz a quilometragem total do veículo anunciada aos clientes em 30%. Portanto, se um carro percorrer 300 km em um teste de dinamômetro em um ciclo urbano, ele obtém uma classificação urbana de 210 km. No entanto, a US EPA permite que as montadoras conduzam três ciclos de direção adicionais e usem os resultados para obter um fator de ajuste mais benéfico. Hoje, apenas Tesla e Audi estão usando essa estratégia, e Tesla obtém a maior vantagem. Seu ajuste varia de 29,5% para o Modelo 3 Standard Range Plus a 24,4% para o Modelo Y Performance. Se a Tesla tivesse usado um fator de ajuste padrão de 30%, a milhagem total anunciada do Desempenho do Modelo Y teria caído para 470 km.Mas como a Tesla tira proveito da metodologia alternativa da US EPA, o carro da empresa possui um alcance de 507 km.
Tudo isso está dentro das regras. Tesla tem feito isso há mais tempo de todos os fabricantes, então não é nenhuma surpresa que ela descobriu todos os truques para maximizar seus números de EPA. O método de teste duplo surgiu durante a revisão de economia de combustível da EPA dos EUA em 2008. Inicialmente, a agência queria que todos os carros fossem testados em cinco ciclos, mas as montadoras reclamaram que era muito difícil arranjar, e a USEPA relaxou as exigências. A agência então veio com uma maneira de converter os resultados dos testes de dois ciclos em resultados de testes de cinco tempos, e hoje muitas montadoras estão jogando esse jogo de dois métodos com seus carros a gasolina.
No caso de VEs, no entanto, a EPA dos EUA estabeleceu um único fator de ajuste de 30% em 2011, quando ainda havia poucos VEs no mercado para estatísticas. A agência diz que inicialmente calculou este valor com base nos testes do Toyota Prius e, posteriormente, em 2015, tendo confirmado o acerto desta estimativa, decidiu não a alterar.
Quando perguntamos à EPA dos EUA como esses valores de milhagem devem se correlacionar com as viagens no mundo real, fomos informados que um dos principais objetivos da rotulagem de economia de combustível era permitir que as pessoas comparassem carros que usam fontes de energia incomparáveis - o que diz o rótulo copes. No entanto, acreditamos que no mercado ainda emergente de veículos elétricos, é importante obter valores de quilometragem que possam ser comparados com a quilometragem de outros carros, bem como com sua quilometragem no mundo real. O método de correção alternativo torna a comparação difícil e não estamos convencidos de que ele forneça melhores resultados para dirigir no mundo real, especialmente em velocidades de estrada realistas como 120 km / h - este é o número que usamos para calcular eficiência e alcance rodoviário.
Baterias grandes
Talvez isso seja óbvio, mas quanto maior a capacidade da bateria, mais quilometragem deve ser em uma única carga, e a Tesla tem as maiores baterias até agora. Em 2012, quando o Modelo S foi lançado, a Tesla oferecia baterias de 85 kWh. Os clientes hoje podem pedir uma bateria 15% maior com 98 kWh. Entre os veículos elétricos mais baratos, o Modelo 3 e o Y com bateria de 75 kWh.

2020 Porsche Taycan Turbo se 2020 Tesla Model S
O que nem sempre é óbvio é qual porcentagem da capacidade máxima teórica da bateria pode ser usada. Para proteger as baterias do envelhecimento prematuro, os veículos elétricos nunca as carregam ou descarregam totalmente. Alguns fabricantes divulgam a capacidade total, alguns escrevem energia útil, outros ambos. Muitas pessoas escondem esses detalhes. Por exemplo, depois de lançar o Taycan, a Porsche reivindicou uma capacidade de bateria de 93,4 kWh, perto do Modelo S. Isso fez a baixa quilometragem do Taycan parecer ainda mais estranha. Mas acontece que o Taycan tem apenas 83,7 kWh de potência disponível - 15% menos que o Modelo S.
Com base em dados incompletos, pode-se concluir que a Tesla permite que os carros usem uma porcentagem maior de bateria do que outros fabricantes. Isso parece ser em parte porque a empresa transfere parte da responsabilidade para o motorista por escolher quanto carregar as baterias, observando que a carga acima de 90% deve ser feita apenas antes da viagem, não diariamente.
Ganho de eficiência
A maior e mais carregada bateria do Tesla contém energia equivalente a apenas 11 litros de gasolina. A chave para obter mais quilometragem é usar menos eletricidade para impulsionar o veículo e retornar o máximo de energia possível ao frear os motores elétricos enquanto o motorista tira o pé do pedal do acelerador durante várias desacelerações em ciclos USEPA. A recuperação agressiva de Tesla dá a ele uma melhora de 13% no alcance em relação ao Porsche Taycan - o último só ativa a recuperação quando o motorista pisa no freio. Isso faz parte da abordagem holística da Tesla para dirigir com eficiência, que também inclui a capacidade de rolar ladeira abaixo com menos atrito do que a concorrência.

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Também ao longo dos anos, a Tesla fez mudanças significativas em seus motores elétricos para melhorar a eficiência. Em 2015, apresentou modelos de tração integral, adicionando um motor ao eixo dianteiro do Model S, que antes era apenas tração traseira. O segundo motor e eixo adicionam peso e atrito, mas o modelo S 85D com tração nas quatro rodas ampliou o alcance medido da USEPA em 8 km em comparação com a tração traseira. Como? Como no caso de um motor de combustão interna, será mais eficiente girar um motor de baixa potência com grande carga do que um motor potente com carga baixa. Modelo 85D com dois motores de 188 CV. usa apenas um deles, a menos que o motorista precise acelerar muito - apesar do fato de que o modelo de tração traseira estava girando o motor a 362 cv. constantemente.
Os primeiros modelos de tração nas quatro rodas usavam dois motores de indução que usam oscilações de corrente elétrica para criar um campo magnético giratório que faz o motor girar. Para os modelos 2019, a Tesla mudou para um motor síncrono de ímã permanente frontal mais eficiente no Modelo S e no Modelo X. Isso, junto com outros pequenos ajustes, aumentou o alcance das variantes de longo alcance em 10%, para 595 km para o Modelo S e 523 km para o Modelo. X.
Com o novo Modelo S Long Range Plus, o alcance foi aumentado para 647 km por meio de novas melhorias. Entre eles: bancos, bateria e motores perderam um total de 63,5 kg, as rodas ficaram mais aerodinâmicas, a resistência ao rolamento dos pneus foi reduzida, a bomba de óleo mecânica do motor traseiro foi substituída por elétrica. Assim, a Tesla poderia permanecer líder em alcance de cruzeiro por mais oito anos.

Teste de detector de mentiras
Os testes de alcance e eficiência são realizados em um dinamômetro, que deve ser calibrado para corresponder a resistência dos roletes ao que está acontecendo na estrada. A força total que impede o veículo de se mover é chamada de carga da estrada. Inclui arrasto aerodinâmico, resistência ao rolamento do pneu e fricção da transmissão.
A carga da estrada é medida enquanto a máquina está rolando por inércia conforme ela desacelera de cerca de 130 km / h para cerca de 15 km / h. O tempo que levou para a desaceleração ocorrer é usado para calcular três coeficientes na equação quadrática que representam as libras de força que impedem o veículo de se mover para frente a uma determinada velocidade. Esses coeficientes determinam a resistência do dinamômetro durante os testes de desempenho e alcance.
O documento J1263 de 39 páginas da SAE naturalmente contém um monte de recomendações para este procedimento, incluindo requisitos para a profundidade do piso dos pneus e a quilometragem preliminar do veículo, para que os carros de teste simulem corretamente a direção na vida real. No entanto, os fabricantes de automóveis podem construir os carros de melhor desempenho - com os rolamentos mais escorregadios e os melhores freios - e operá-los nas superfícies mais lisas.
A Hyundai teve problemas por isso em 2012. A empresa usou pneus altamente otimizados e resultados especialmente selecionados que não eram alcançáveis no mundo real. Em 2014, a EPA dos EUA a multou em US $ 100 milhões e rebaixou as classificações de economia de combustível da maioria dos modelos Hyundai e Kia de 2012 e 2013.

Detector de mentiras para a dependência da carga da estrada na velocidade. Indicadores pretos - resultados dos testes da revista Car and Driver; verde - especificações Tesla de acordo com a US EPA.
Naturalmente, queríamos medir seletivamente a melhor carga de estrada da classe da Tesla, então executamos testes de desaceleração para o Modelo 3, Modelo Y e Modelo S. Embora tenhamos usado um trecho de estrada de 2 km inferior ao ideal e nossos carros não fossem especificamente preparados, os resultados obtidos não diferiram dos declarados em mais do que alguns pontos percentuais. Esta é uma indicação clara de que a empresa não está tentando enganar os testes de desaceleração e é capaz de otimizar o desempenho superando a concorrência.
Embora a Tesla, em comparação com a maioria das montadoras, compartilhe de bom grado a faixa para as várias combinações de carros oferecidos - ela é obrigada a relatar apenas dados sobre as opções mais populares - às vezes é silenciosa sobre algo. Por exemplo, a partir dos dados de carga da estrada enviados para a US EPA, parece que as rodas de 21 "para o Modelo S Long Range Plus reduzirão o alcance em quase 130 km. Você não encontrará esses dados no site da empresa.