Pubblicato da Juza (Redazione AutoElettrica101) il 28 Novembre 2019
La maggior parte dei brand pubblicizza ampiamente la cavalleria delle proprie auto, spesso è il primo numero che troviamo su brochure e pubblicità, specialmente per le auto ad alte prestazioni. Tesla fa eccezione: sul sito ufficiale non troverete nessun riferimento nè a cavalli nè coppia... tuttavia, non è sempre stato così. Cerchiamo di scoprire quanti cavalli hanno i vari modelli Tesla!
In passato, anche Tesla come tutti pubblicizzava la potenza dell'auto; nel caso della Model S top di gamma (all'epoca la P90D), la potenza dichiarata erano addirittura 789 cavalli!
I valori di potenza sono stati tolti in seguito a numerose controversie con i clienti, che con varie misurazioni indipendenti avevano ottenuto una potenza decisamente inferiore a quella dichiarata (attorno ai 550-600 CV, contro i 790 dichiarati).
La potenza reale dell'auto, nel caso di più motori, non è la somma della potenza dei vari motori, ma solitamente un valore più basso; Tesla aveva invece pubblicizzato la semplice somma tra i cavalli dei due motori. In seguito, dato che è difficile misurare la potenza reale (che può anche variare tra potenza "sempre disponibile" e potenza di picco), Tesla ha optato per non dichiarare questo dato, in modo da evitare ogni possibile contestazione.
Attualmente, la potenza dichiata dalle case produttrici è solitamente accurata nel caso delle auto con singolo motore, mentre per quelle con più motori è un po' il far west: alcuni dichiarano la somma tra i vari motori, altri cercano di ottenere un dato più preciso, non specificando però come è stato ottenuto.
Sorprendentemente, nell'ultima versione del manuale per Model S, 3 e X, Tesla è tornata a dichiarare i dati di potenza e coppia. Tuttavia, non viene dichiarata la potenza dell'auto, ma solo il valore per i singoli motori. Iniziamo a guardare i dati di Model S e Model X (del tutto identici).
Sommando i valori (stima ottimistica) la Long Range ha 540CV totali, e la Performance 789 CV. E' probabile che questi valori siano un pò più alti di quelli reali, e il fatto che la nuova versione Performance abbia esattamente gli stessi cavalli della P90D (che aveva un powertrain diverso) lascia qualche dubbio sull'accuratezza; tuttavia, queste "cavallerie" sono simili ad altre auto che hanno pressapoco queste prestazioni, quindi possono essere considerati abbastanza realistici anche se non del tutto precisi.
Passando a Model 3 (e Model Y, che ha esattamente gli stessi powertrain), questi sono i valori dichiarati da Tesla:
La Model 3 Standard Range+ è l'unica per cui si può avere un valore semplice e preciso: 275 cavalli e 420nm di coppia. Ha un singolo motore e quindi è facile conoscere la potenza reale.
Per la versione AWD e Performance la questione è complicata. Sommando i valori dei due motori, avremmo 430 cavalli per la AWD e 460CV per la Performance: nel caso della AWD il valore sembra eccessivamente alto (le stime non ufficiali la davano attorno ai 380CV), al contrario per la Performance la cavalleria dichiarata è poco coerente con le prestazioni e non spiega l'enorme differenza con la AWD.
Inoltre, nel corso degli anni Tesla ha fatto due aumenti del 5% di potenza, che porterebbero la Performance a circa 500CV (460 corrisponde al valore di cui si parlava al momento dell'entrata in commercio, a cui si dovrebbero sommare i due +5%).
Nel complesso, si può stimare che per la Model 3 AWD la potenza è attorno ai 400CV (realisticamente 380, ottimisticamente 430), mentre per la Model 3 Performance è attorno ai 500CV (anche se, stando ai dati dichiarati, sarebbero "ottimisticamente" 460 e realisticamente sui 400, ma questi numeri non coincidono con le prestazioni e con la differenza rispetto alla versione AWD).
Se sperate di riuscire a ottenere i valori esatti dal libretto di circolazione, abbandonate ogni speranza. La motorizzazione misura le auto elettriche con un modo tutto suo, che tende a dare una stima estremamente bassa e irrealistica: la Tesla Model 3 Performance ad esempio viene data per soli 155kW, cioè 210 cavalli! Un valore ovviamente impossibile - nessun'auto da 1.8 tonnellate riesce a fare gli 0-100 in 3.4s con 200 cavalli.
Libretto di circolazione italiano per Tesla Model 3 Performance (2019)
In conclusione, è possibile fare una stima approssimativa della potenza per i vari modelli Tesla, ma è quasi impossibile avere dati esatti: diventa quindi comprensibile la scelta di Tesla di non pubblicare un dato ufficiale in modo da evitare nuove controversie.
(nelle schede Tesla su AutoElettrica101 ho indicato la somma della potenza tra i due motori, visto che ormai la maggior parte dei produttori di auto ad alte prestazioni dichiara questo dato, anche se tende ad essere eccessivo. Solo per Model 3 Performance e Model Y Performance ho indicato il dato + i due aumenti 5% realizzati via SW, che sembra più coerente.)
La Tesla Model 3 Performance da 500CV... o 461. O 400? Comunque sia, ha un'accelerazione superiore a quella di una Mercedes C63s da 510CV!
Come sempre, hai fatto un ottimo lavoro, Juza, e sono felice di avertene dato lo spunto (tu ed io ci capiamo…). A mio parere, prima o poi si andrà verso la scomparsa del parametro “cavalli”, almeno per le auto elettriche, proprio perché le variabili in gioco sono troppe, a partire dal peso. Basti confrontare MS e M3: la prima ha 790 cv teorici e pesa 2250 chili, mentre la seconda ne ha 500 teorici ma pesa “solo” 1850 chili, e infatti le prestazioni, stando ai dati ufficiosi post ultimo aggiornamento, si avvicinano molto a quelle della sorella maggiore. A mio parere, ciò che veramente interessa a chi acquista un'auto sportiva (smentitemi se non è così per tutti) sono l'accelerazione e la ripresa: i cavalli e la coppia sono la naturale conseguenza delle prestazioni! Per me la M3P può avere 460 come 560 cv, ma che mi importa, alla fine, se mi fa 0-100 in 3.1 (ufficioso) o 3.4 (ufficiale) secondi? Per la ripresa non ci sono dati ufficiali, ma la sensazione che si prova guidandola e dando gas è più efficace di qualsiasi cifra ufficiosa o ufficiale…
Penso che comunque rimmarà come dato, però avrà sempre meno importanza sia perchè con le elettriche a più motori è difficile da calcolare, sia perchè è "variabile": può aumentare o diminuire a seconda dello stato di carica della batteria, e su alcune auto può essere momentaneamente aumentato con funzione "overboost" o simili (es. Porsche, Audi, Tesla).
Nel nostro paese è anche legato a una questione fiscale, dato che determina il bollo auto... per adesso con le elettriche il problema è risolto eliminando il bollo, ma sono curioso di vedere come verrà calcolata la tassazione quando le elettriche diventeranno mainstream e spariranno le agevolazioni (comunque ci vorranno parecchi anni).
Salve, sono un ingegnere e mi occupo di progettazione di motori elettrici da trazione stradale.
Mi preme spiegare un po' la questione delle potenze, visto che vi è, a mio parere, un po' di confusione. Diciamo in parte comprensibile perche' l'utente medio è abituato spesso a ragionare con i vecchi motori a combustione ("una potenza, una coppia" come dal listino Quattroruote).
1) La potenza pubblicizzate dai costruttori di EVs, se non diversamente specificato, e' una cosiddetta potenza di sovraccarico, cioe' per un generico servizio di funzionamento a durata limitata (parliamo di secondi, minuti come ordine di grandezza). Essa rappresenta la massima potenza il sistema è in grado di erogare senza che le temperature delle varie parti eccedano le temperature massime operative dei componenti del powetrain. Come componenti parliamo di motore (avvolgimenti, magneti permanenti), elettronica di potenza (IGBT/MOSFET) ed ovviamente la batteria. In inglese si trova (non sempre purtroppo...) la dicitura "peak power": significa la massima potenza di sovraccarico nell'intervallo di velocita' del motore/veicolo. Questo vale anche per la coppia pubblicizzata, anch'essa e' una valore in regime di sovraccarico. La coppia/potenza di sovraccarico servono sostanzialmente al veicolo per cambiare la sua velocita' (cioe' accelerazione, ripresa).
2) La potenza cosiddetta fiscale non è una invenzione della motorizzazione italiana e non è nemmeno un concetto scollegato dalla realta' (seppur magari non proprio definita in maniera chiara), anzi.. E' la potenza erogata dall'azionamento continuativamente, per un tempo di 30min: in altre parole, è una sorta di potenza continua, cioe' la potenza che l'azionamento puo' erogare permanentemente in condizioni di regime termico stazionario dei vari componenti, senza che le temperature eccedano le massime operative. E' definita sulla base della norma ECE R85, una norma comunitaria UN/EU che specifica anche le modalita' di valutazione delle potenze di veicoli elettrificati. Se notate, anche la potenza riportata nelle tabelle della Tesla e' corredata dall'asterisco *"tested in accordance to ECE R85". A questo link si puo' vedere in dettaglio come è valutata: www.unece.org/fileadmin/DAM/trans/main/wp29/wp29regs/2013/R085r1e.pdf<
Per motori da trazione elettrica la potenza continua puo' essere il 50-60% di quella di sovraccarico, ma anche inferiore. Alcuni esempi: - BMW i3: 170CV di sovraccarico, 102CV continui. - Tesla model S P100D: 613CV di sovraccarico, 215CV continui. - Hyundai Kona 64kWh: 204CV di sovraccarico, 38CV continui.
Chi progetta motori elettrici da trazione ha come specifiche di progetto sia il profilo coppia/potenza-velocita' di sovraccarico che il profilo coppia/potenza-velocita' in servizio continuo. Tipicamente il profilo coppia continua - velocita' è il profilo che racchiude tutti i punti di lavoro del tipico ciclo guida (esempio di seguito, con cicli guida USA).
La potenza di sovraccarico puo' essere manipolata (o semplicemente sbloccata) via software, quello che ha fatto la Tesla con gli OTA. La potenza continua non è facilmente manipolabile via software, in quanto è sostanzialmente un limite hardware. E' tecnicamente piu' complesso avere una elevata potenza continua invece che una elevata potenza di sovraccarico, perche' nella prima il problema termico è notevole.
Infine alla eventuale domanda: è critica la potenza continua in un EV? La risposta e', dipende dalla destinazione d'uso del veicolo: oserei dire per l'utente medio no, in quanto il tipico ciclo guida non prevede quasi mai di lavorare su tale profilo di sovraccarico se non qualche volta per pochi secondi, cio' per eventi che dovrebbero essere previsti in sede di progetto (accelerazione e ripresa "a tavoletta", che sono eventi di durata tipicamente limitata).
Per certi mercati, come quello tedesco delle Autobahn senza limiti di velocita', e' piu critica.
Per veicoli pesanti, auto intese ad alte prestazione (che non significa solo 0-100), auto premium/sportive in certi scenari diviene assai critica nel momento in cui al sistema e' richiesto di lavorare ad alto carico per lunghi periodi, erogando coppie/potenze superiori a quella continua. In questo caso il controllo interviene a "tagliare" l'erogazione al fine di garantire il mantenimento delle temperature dei vari componenti entro il valori massimi operativi. La Tesla si era fatta la nomea di auto soggetta a surriscaldamenti e limitazioni della potenza nonostante cavallerie dichiarate da supercar proprio perche' la potenza continua era una frazione significativamente ridotta di una elevata potenza di sovraccarico. Questo problema è stato migliorato notevolmente con la Tesla Model 3, S/X Raven, Y, grazie al nuovo piu' efficiente motore sincrono a magneti permanenti ed un sistema di raffreddamento piu' potente. Il discorso della famosa ripetibilità' delle prestazioni sbandierata da Porsche con la Taycan è strettamente legata alla potenza continua: una elevata potenza continua limita surriscaldamenti e tagli di ergoazione, aspetto critico per un'auto sportiva.
Scenari tipici di guida ad alto carico per lunghi periodi: - Guida su circuito. Esempio: Tesla P85D al Nürburgring, 469CV di sovraccarico, circa 90CV continui. Intervento progressivo della limitazione di potenza a partire da 90s - Guida ad alta velocita' in autostrada (parliamo velocita' da Autobahn). Esempio: Tesla model X P90D 773CV circa di sovraccarico, circa 215-230CV continui. Intervento del limitatore di potenza a velocita' superiori ai 200-220km/h - Guida in montagna, magari con rimorchio.
Questi concetti espressi sopra non sono per nulla nuovi: esistono da sempre negli azionamenti elettrici. Ad esempio nei treni elettrici: esiste la cosiddetta potenza semi-oraria (30min), potenza oraria (60min) e potenza continua. Maggiori approfondimenti: scalaenne.wordpress.com/2018/02/10/potenza-oraria-e-potenza-continuati
Dal mio punto di vista, la norme attuali dovrebbero essere aggiornate con standard comuni e precisi forzando i costruttori ad essere chiari su questi aspetti (che ovviamente conoscono bene...) per evitare powergate o spiacevoli sorprese. Allo stesso tempo, l'acquirente dovrebbe essere informato sul significato fisico di tali valori. Sono convinto, soprattutto con l'elettrificazione del trasporto pesante (e ritengo anche aviazione) questo aspetto diverra', nolente e volente, piu' noto anche ai non addetti ai lavori.
Infine la potenza e coppie comunicate dai costruttori dovrebbero essere sempre accompagnate dall'indicazione della velocita' / intervallo di velocita', in quanto hanno altrimenti un significato molto relativo soprattutto negli EVs che, come noto, hanno spesso (al 99%) una trasmissione a rapporto fisso. Insieme al concetto della potenza continua, questo e' uno dei motivi che spiega perche' le velocita' di punta degli EVs non sono estreme se confrontate ad un veicolo con ICE (con cambio...) nominalmente di pari potenza. Tipicamente la potenza massima di un EV è erogata a media velocita' (prendiamo una Tesla model 3P, siamo attorno agli 80km/h). All'aumentare della velocita' cala, piu' o meno rapidamente (puo' essere anche abbastanza piatta). Il punto d'intersezione tra la curva di potenza motrice e la curva di potenza resistente (in larga parte perdite aerodinamiche...perdite, da ricordare, che crescono con il cubo della velocita') definisce la velocita' massima. Se la curva di potenza motrice e' anche quella continua, tale velocita' puo' essere mantenuta senza surriscaldamenti.
“ teorie a parte quattroruote ha provato la model3 long range AWD rilevando 351cv alle ruote. non sono pochi „
E' in accordo con misure fatte in USA, di seguito
La misura è stata fatta fino a 11500rpm, corrispondenti a circa 150km/h, ma come riportato dalle tabelle il motore è indicato lavorare fino a circa 18000rpm. Interessante osservare come la misura non parta da 0rpm, perche' gli attuali banchi prova pensati per i veicoli con ICE, non sono completamente adatti agli EVs (coppia massima a ruote bloccate...).
Si vede come sia importante specificare la velocita' o l'intervallo di velocita' dove la potenza massima e' disponibile: ad esempio la Model 3P ha una potenza massima di sovraccarico piu' alta, ma tale potenza cala piu' rapidamente. La LR AWD ha una potenza piu' bassa, ma ha un profilo a potenza abbastanza costante con la velocita', ideale per la trazione (che rende appunto superfluo il cambio di velocita'). Oltre 150km/h la LR AWD e LR P appaiono sono molto simili.
Quello che questo grafico non mostra è cosa succede tra 150km/h e la velocita' massima (probabilmente siamo attorno ad una potenza di 270CV a velocita' superiori ai 250km/h), inoltre non mostra la curva della coppia/potenza continua, la quale richiede una metodologia di misura piu' complessa. Su questi due aspetti ci potrebbero essere delle interessanti considerazioni che spiegano, ad esempio, la velocita' massima. C'e' una leggenda persistente che gli EV siano fortemente ed intenzionalmente limitati nella velocita' massima per strani motivi, nella realta' e' spesso una questione di fisica: se l'EV non è grado di esprimere una potenza sufficiente ad alta velocita', e soprattutto potenza continua, per vincere principalmente le perdite aerodinamiche, il veicolo non puo' raggiungere tale velocita'.
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