Comment Tesla est à la traîne par rapport à ses concurrents sans sortir des règles de l'EPA
La foule des concurrents se rapproche de l'autonomie de 412 km de la Tesla Model S. La Porsche Taycan se situe entre 309 et 327 km. Audi e-tron - 328 à 351 km Jaguar I-Pace est à 377 km. La Chevy Bolt EV s'affronte avec une autonomie de 417 km.
Il n'y a qu'un seul problème. La Tesla Model S a obtenu cette certification de l'Agence américaine de protection de l'environnement (EPA) il y a huit ans. Aujourd'hui, selon les normes de l'EPA des États-Unis, le modèle Tesla avec la distance de déplacement la plus longue, la Model S Long Range Plus, peut parcourir un incroyable 647 km.
Et en termes de distance parcourue par les véhicules électriques, Tesla semble être hors compétition. Malgré les milliards injectés dans les programmes de développement de véhicules électriques, les constructeurs automobiles établis n'ont pas été en mesure d'atteindre cette gamme - et gagner le jeu reste la clé pour gagner des acheteurs. Alors, comment fait Tesla?
C'était particulièrement intéressant pour nous, car nos propres tests de Tesla sur l'autoroute avec une vitesse autorisée de 120 km / h ont montré que la voiture était en deçà de ces chiffres de 27%, et toutes les autres voitures que nous avons testées de 22%. Avec tout cela à l'esprit et les récents scandales d'économie de carburant et d'émissions chez Ford, Hyundai-Kia et Volkswagen, nous ne pouvions pas simplement croire sur parole de Tesla. Au lieu de cela, nous avons utilisé l'aide du fournisseur d'informations IHS Markit pour parcourir la documentation de l'EPA américaine, de la communauté d'ingénierie automobile SAE et des constructeurs automobiles. De plus, nous avons testé les voitures nous-mêmes pour comprendre comment Tesla atteint un si grand nombre. La domination de l'entreprise dans ce domaine se résume, dans l'ensemble, à trois facteurs. Analysons-les séparément.
Facteur d'ajustement
Si vous creusez dans les détails du calcul du kilométrage des véhicules électriques sur une seule charge, alors un trou de lapin de documents techniques bourrés de détails apparaît rapidement - comme, par exemple, la norme J1634 de 32 pages de SAE, qui décrit les tests de kilométrage et d'efficacité. Pour résumer, alors: un dynamomètre est lié à un véhicule électrique - quelque chose comme un tapis roulant pour voitures - et les tests se poursuivent, qui ne se terminent que lorsque la batterie s'épuise à un point tel que la voiture ne peut pas maintenir la vitesse requise.
Cette procédure utilise le «cycle urbain» de l'US EPA (vitesse moyenne de 32 km / h sur 12 km avec 18 arrêts) et le «cycle routier» (vitesse moyenne de 77 km / h sur 17 km). Les mêmes cycles sont utilisés pour tester la consommation de carburant de toutes les voitures particulières. Pendant les deux cycles, la voiture est conduite très "doucement" - l'accélération la plus agressive atteint une vitesse de 97 km / h en 18 secondes. Entre les cycles de conduite urbaine et routière, le test maintient une vitesse constante de 90 à 100 km / h pour décharger la batterie. L'US EPA sait que ces tests à basse vitesse ne reflètent pas les conditions du monde réel, de sorte que chaque nombre qui représente le kilométrage maximal du produit final est multiplié par un facteur de correction pour donner un résultat plus réaliste et plus consommateur.
Tesla Model S Porsche Taycan Turbo S :
Porsche Taycan Turbo S 2020 : 192
Tesla Model S 2020 : 326
:
- 8 – Porsche,
- 16 – ,
- 41 – ,
- 26 – ,
- 43 – .
Et ici, le plaisir commence. Le facteur d'ajustement par défaut réduit de 30% le kilométrage total du véhicule annoncé aux clients. Ainsi, si une voiture parcourt 300 km lors d'un essai au dynamomètre en cycle urbain, elle obtient une cote urbaine de 210 km. Cependant, l'EPA américaine permet aux constructeurs automobiles de conduire trois cycles de conduite supplémentaires et d'utiliser les résultats pour obtenir un facteur d'ajustement plus avantageux. Aujourd'hui, seuls Tesla et Audi utilisent cette stratégie, et Tesla en tire le meilleur parti. Son ajustement va de 29,5% pour le modèle 3 Standard Range Plus à 24,4% pour le modèle Y Performance. Si Tesla avait utilisé le facteur d'ajustement standard de 30%, le kilométrage total annoncé du modèle Y Performance aurait chuté à 470 km.Mais parce que Tesla tire parti de la méthodologie alternative de l'EPA américaine, la voiture de la société dispose d'une autonomie de 507 km.
Tout cela est conforme aux règles. Tesla fait cela depuis le plus longtemps de tous les fabricants, il n'est donc pas surprenant qu'elle ait trouvé toutes les astuces pour maximiser ses chiffres EPA. La méthode du double test est apparue lors de la révision de l'économie de carburant de l'US EPA en 2008. Au départ, l'agence souhaitait que toutes les voitures soient soumises à un essai en cinq cycles, mais les constructeurs automobiles se sont plaints du fait que c'était trop difficile à organiser, et l'US EPA a assoupli les exigences. L'agence a ensuite proposé un moyen de convertir les résultats des tests à deux cycles en résultats de tests à cinq cycles, et aujourd'hui de nombreux constructeurs automobiles jouent à ce jeu à deux méthodes avec leurs voitures à essence.
Cependant, dans le cas des VE, l'US EPA a opté pour un facteur d'ajustement unique de 30% en 2011, alors qu'il y avait encore trop peu de VE sur le marché pour faire des statistiques. L'agence précise avoir initialement calculé ce chiffre sur la base des tests de la Toyota Prius, et plus tard, en 2015, après avoir confirmé l'exactitude de cette estimation, a décidé de ne pas la modifier.
Lorsque nous avons demandé à l'EPA des États-Unis comment ces valeurs de kilométrage devraient être corrélées avec les voyages dans le monde réel, on nous a dit que l'un des principaux objectifs de l'étiquetage de l'économie de carburant était de permettre aux gens de comparer des voitures qui utilisent des sources d'énergie incomparables - ce que dit l'étiquette fait face. Cependant, nous pensons que dans le marché encore émergent des véhicules électriques, il est important d'obtenir des valeurs de kilométrage comparables au kilométrage d'autres voitures, ainsi qu'à leur kilométrage dans le monde réel. La méthode de correction alternative rend la comparaison difficile et nous ne sommes pas convaincus qu'elle donne de meilleurs résultats pour la conduite dans le monde réel, en particulier à des vitesses de route réalistes comme 120 km / h - c'est le nombre que nous utilisons pour calculer efficacité routière et autonomie.
Grandes batteries
C'est peut-être évident, mais plus la capacité de la batterie est grande, plus le kilométrage doit être important sur une seule charge, et Tesla a les batteries les plus grandes à ce jour. En 2012, lorsque la Model S est sortie, Tesla proposait des batteries de 85 kWh. Aujourd'hui, les clients peuvent commander une batterie 15% plus grande avec 98 kWh. Parmi les véhicules électriques les moins chers, les Model 3 et Y avec une batterie au plomb de 75 kWh.
Porsche Taycan Turbo S 2020 et Tesla Model S 2020
Ce qui n'est pas toujours évident, c'est quel pourcentage de la capacité théorique maximale de la batterie peut être utilisé. Pour protéger les batteries du vieillissement prématuré, les véhicules électriques ne les chargent ni ne les déchargent jamais complètement. Certains fabricants divulguent la capacité totale, certains écrivent l'énergie utile, certains les deux. Beaucoup de gens cachent ces détails. Par exemple, après le lancement du Taycan, Porsche a revendiqué une capacité de batterie de 93,4 kWh, proche du modèle S. Cela a rendu le faible kilométrage du Taycan encore plus étrange. Mais il s'avère que le Taycan ne dispose que de 83,7 kWh de puissance disponible - 15% de moins que le modèle S.
Sur la base de données incomplètes, on peut conclure que Tesla permet aux voitures d'utiliser un pourcentage plus élevé d'énergie de la batterie que les autres fabricants. Cela semble être en partie dû au fait que l'entreprise transfère une partie de la responsabilité au conducteur pour le choix de la quantité de charge des batteries, notant que la charge au-dessus de 90% ne doit être effectuée qu'avant le voyage, et non quotidiennement.
Gain d'efficacité
La batterie la plus grande et la plus chargée de Tesla contient une énergie équivalente à seulement 11 litres d'essence. La clé pour augmenter le kilométrage consiste à utiliser moins d'électricité pour propulser le véhicule et à restituer autant d'énergie que possible en freinant les moteurs électriques lorsque le conducteur lève le pied de la pédale d'accélérateur lors de plusieurs décélérations dans les cycles USEPA. La récupération agressive de Tesla lui donne une amélioration de 13% de l'autonomie par rapport à la Porsche Taycan - cette dernière ne déclenche la récupération que lorsque le conducteur applique le frein. Cela fait partie de l'approche holistique de Tesla en matière de conduite efficace, qui comprend également la capacité de rouler en descente avec moins de friction que la concurrence.
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Au fil des ans également, Tesla a apporté des changements importants à ses moteurs électriques pour améliorer l'efficacité. En 2015, il a introduit des modèles à traction intégrale, ajoutant un moteur à l'essieu avant de la Model S, qui n'était auparavant qu'à propulsion arrière. Le deuxième moteur et l'essieu ajoutent du poids et de la friction, mais le modèle S 85D à traction intégrale a allongé l'autonomie mesurée de l'USEPA de 8 km par rapport à la traction arrière. Comment? Comme dans le cas d'un moteur à combustion interne, il sera plus efficace de faire tourner un moteur à faible puissance avec une charge importante qu'un moteur puissant à faible charge. Modèle 85D avec deux moteurs de 188 ch. n'utilise qu'un seul d'entre eux, à moins que le conducteur n'ait besoin d'accélérer beaucoup - malgré le fait que le modèle à traction arrière faisait tourner le moteur à 362 ch. constamment.
Les premiers modèles à quatre roues motrices utilisaient deux moteurs à induction, utilisant des oscillations de courant électrique pour créer un champ magnétique rotatif qui fait tourner le moteur. Pour les modèles 2019, Tesla est passé à un moteur synchrone à aimant permanent avant plus efficace sur le modèle S et le modèle X.Cela, avec d'autres modifications mineures, a augmenté la portée des variantes longue portée de 10%, à 595 km pour le modèle S et 523 km pour le modèle. X.
Avec la nouvelle Model S Long Range Plus, l'autonomie a été augmentée à 647 km grâce à de nouvelles améliorations. Parmi eux: les sièges, la batterie et les moteurs ont perdu au total 63,5 kg, les roues sont devenues plus aérodynamiques, la résistance au roulement des pneus a été réduite, la pompe à huile mécanique du moteur arrière a été remplacée par une électrique. Ainsi, Tesla pourrait rester le leader de l'autonomie de croisière pendant encore huit ans.
Test du détecteur de mensonge
Les tests de portée et d'efficacité sont effectués sur un dynamomètre, qui doit être calibré pour faire correspondre la résistance des rouleaux à ce qui se passe sur la route. La force totale qui empêche le véhicule de bouger s'appelle la charge routière. Il comprend la traînée aérodynamique, la résistance au roulement des pneus et le frottement de la transmission.
La charge routière est mesurée pendant que la machine roule par inertie lorsqu'elle décélère d'environ 130 km / h à environ 15 km / h. Le temps nécessaire à la décélération pour se produire est utilisé pour calculer trois coefficients dans l'équation quadratique représentant les livres de force qui empêchent le véhicule d'avancer à une vitesse donnée. Ces coefficients déterminent la résistance du dynamomètre lors des tests de performance et de portée.
Le document J1263 de 39 pages de la SAE contient naturellement un tas de recommandations pour cette procédure, y compris des exigences pour la profondeur de la bande de roulement des pneus et le kilométrage préliminaire du véhicule, afin que les voitures d'essai simulent correctement la conduite réelle. Cependant, les constructeurs automobiles peuvent et construire les voitures les plus performantes - avec les roulements les plus glissants et les meilleurs freins - et les faire fonctionner sur les surfaces les plus lisses.
Hyundai a eu des problèmes pour cela en 2012. L'entreprise a utilisé des pneus hautement optimisés et des résultats spécialement sélectionnés qui n'étaient pas réalisables dans le monde réel. En 2014, l'EPA américaine lui a infligé une amende de 100 millions de dollars et a abaissé les cotes d'économie de carburant pour la plupart des modèles Hyundai et Kia 2012 et 2013.
Détecteur de mensonge pour la dépendance de la charge routière sur la vitesse. Indicateurs noirs - Résultats des tests du magazine Car and Driver; vert - Spécifications Tesla selon US EPA.
Naturellement, nous voulions mesurer sélectivement la meilleure charge routière de Tesla, nous avons donc effectué des tests de décélération pour le modèle 3, le modèle Y et le modèle S.Bien que nous ayons utilisé un tronçon de route inférieur à l'idéal de 2 km, et nos voitures n'étaient préparés, les résultats obtenus ne différaient pas des résultats déclarés de plus de quelques pour cent. Cela indique clairement que l'entreprise n'essaie pas de tricher aux tests de décélération et qu'elle est capable d'optimiser les performances en surpassant la concurrence.
Bien que Tesla, par rapport à la plupart des constructeurs automobiles, partage volontiers la gamme des différentes combinaisons de voitures proposées - il est obligé de ne communiquer que des données sur les options les plus populaires - parfois il est silencieux sur quelque chose. Par exemple, les données de charge routière envoyées à l'US EPA suggèrent que les roues de 21 pouces de la Model S Long Range Plus réduiront l'autonomie de près de 130 km. Vous ne trouverez pas ces données sur le site Web de l'entreprise.