Volkswagen e-up!

1. A teszt célja
 
A teszt során a tisztán elektromos meghajtású, akkumulátoros Volkswagen e-up! típusú gépjármű és számos nyilvánosan elérhető töltőállomás működési jellemzőit vizsgáltuk meg. A mindennapi általános használatot szimuláltuk és külön kiemelve vizsgáltuk a nyilvános töltési lehetőségeket, amelyekben az elektromos járművek használata a legnagyobb mértékben tér el a hagyományos üzemű járművekétől. Ennek megfelelően vizsgáltuk a jármű működését különböző forgalmi helyzetekben: városban, autópályán és országúton, a töltési teljesítményt és áramerősséget az idő függvényében, illetve a töltőállomások hozzáférhetőségét.

 

2. A teszt leírása
 
A teszt során minden nap az MVM Partner Turbina utcai irodaházának mélygarázsából indultunk, az út során egy vagy több töltőállomáson töltöttük a járművet, majd az út végén minden nap az MVM Partner garázsában fejeztük be az utazást.
 
A teszt két részre bontható:
 
  • A jármű menetteljesítményének vizsgálata: minden indulási és érkezési ponton az alábbi adatokat rögzítettük:

    • kilométerszámláló állása,
    • akkumulátor töltöttségi szintje (a fedélzeti számítógép alapján),
    • pontos idő,
    • pontos cím.
  
  • A jármű töltési lehetőségeinek vizsgálata: minden töltés során az alábbi adatokat rögzítettük:

    • töltőállomás paraméterei,
    • külső hőmérséklet,
    • akkumulátor töltöttsége a töltés megkezdésekor és befejezésekor,
    • megtehető távolság a töltés megkezdésekor és befejezésekor (a fedélzeti számítógép alapján),
    • felvett áramerősség (digitális lakatfogó multiméter által mért értékek alapján),
    • felvett energiamennyiség (villamos fogyasztásmérő alapján).


3. Járműparaméterek
 
A teszt során egy Volkswagen e-up! típusú személygépkocsival közlekedtünk. A típus érdekessége, hogy nem kizárólag elektromos autónak tervezték. A hagyományos belső égésű motorral felszerelt típus már korábban megjelent, a tisztán elektromos változat 2013 óta elérhető. A jármű fontosabb műszaki adatait az 1. táblázat tartalmazza. A jármű elektromotorja generátorként is működik, amely lassításkor a mozgási energiát visszatáplálja az akkumulátorba. Az akkumulátor tölthető váltó- (1 fázis) és egyenárammal is. Váltóáram esetén a töltő áramerősséget több lépcsőben lehet állítani, a maximum 16 A, de a méréseink alapján legfeljebb 14-15 A lehet. Villámtöltéssel az akkumulátor töltöttsége fél óra alatt eléri a 100cszázalékot. Mivel a töltőáram villámtöltés esetén a töltöttségi szint függvénye, nem egyenletes a töltési teljesítmény. Ahogy nő a töltöttség, úgy csökken a töltőáram. A járműben nincs sebesség-, csak irányváltó. A motorféknek két fokozata van, az erősebb fokozatban nagyobb a visszatöltés mértéke, de a lassulás is. A vezető három energiatakarékossági szint közül választhat, amelyek a jellemzőit a 2. táblázat tartalmazza. Normál üzemmódban a legnagyobb hatótáv 140 kilométer körül , Eco+ módban 160 kilométer körül alakul. A jármű hatótávja téli körülmények között alacsonyabb, 80 – 120 kilométer (forrás: totalcar.hu). Ennek oka, hogy a fűtésnek nagy az energiaigénye, és a hidegben csökken az akkumulátorok teljesítménye. Célszerű elektromos autóban ülésfűtést használni, mert annak kisebb az energiaigénye, mint a teljes utastér fűtésének. A jármű CCS (Combined Charging System) csatlakozóval van felszerelve, ami lehetővé teszi a Type2-es és CCS csatlakozóról történő töltést is
 
1. táblázat Járműparaméterek

Járműparaméterek

Általános

Gyártmány

Volkswagen

Típus

e-up!

Gyártási év

2015

Szállítható személyek száma

4

Ajtók száma

5

Csomagtér

250 l

Saját tömeg / Össztömeg

1139 / 1500 kg

Teljes hossz

3540 mm

Teljes szélesség tükrökkel

1645 mm

Gyorsulás (0-100 km/h)

12 s

Végsebesség

~130 km/h

 

 

Elektromos hajtás

Elektromotor teljesítmény

60 kW (82 LE)

Akkumulátor kapacitása (hatótáv)

18,7kWh (~140 km)

Csatlakozó típusa

Type 2

 

CCS

Töltési teljesítmény

3 kW

6 kW

50 kW

Töltőáram

14-15 A (AC)

-

max 120 A (DC)

Becsült töltési idő (0-100 %)

5-6 óra

-

35 perc

 

 

-

 



2. táblázat Üzemmód-paraméterek

Üzemmód

Motorteljesítmény

Max. sebesség

Klíma

Hatótáv

Normál

60 kW

130 km/h

Normál üzem

kb. 140 km

Eco

50 kW

120 km/h

Csökkentett üzem

kb. 150 km

Eco+

40 kW

95 km/h

Kikapcsolva

kb. 160 km

 

 
4. Útvonalparaméterek
 
Az útvonalak meghatározásánál fontos szempont volt, hogy a vegyes járműhasználatot is szimuláljuk, így városban, országúton és autópályán is közlekedtünk. A teljes teszt alatt közel 26 órán át utaztunk, 907 kilométert tettünk meg, az elfogyasztott energiamennyiség az akkumulátor kapacitásának 711 százaléka, összesen 132,96 kWh. Az útkategóriák megoszlását az 1. ábra mutatja be. A vezetési stílus átlagos volt, vagyis belterületen és országúton a szabályok és forgalmi helyzet által megengedett legnagyobb sebességgel haladtunk. Autópályán és autóúton (táblázatban egy kategória) 110-120 km/h-s sebességgel közlekedtünk. A meredek emelkedőt is tartalmazó útvonalon a Visegrádi hegyre felfelé 5 kilométer alatt 38 kilométerrel csökkent a hatótáv, lejtmenetben 4 kilométer alatt 24 kilométerrel nőtt, így összességében 9 kilométer alatt 14 kilométerrel csökkent.
 

 
1. ábra Útkategóriák megoszlása a teljes teszt alatt [km]



5. Töltési paraméterek
 
A teszt során a járművet különböző, nyilvánosan hozzáférhető töltőállomásokon töltöttük. A jármű csak egy fázissal tud tölteni, a névleges maximális töltőáram-erősség 16 A, a mért adatok alapján 15 A. A legnagyobb töltési teljesítmény váltóáram esetén körülbelül 3,5 kW.
 
A töltések során az alábbi hibákat tapasztaltuk:
  • Nem működött a töltőoszlop.

  • Újraindul a töltőoszlop beépített számítógépe, így a töltésiidő-számláló is újraindult, de a töltési folyamatot nem kellett újraindítani.

  • A töltőállomáshoz tartozó parkolóhelyek elhelyezkedése nem tette lehetővé mindkét töltőfej egyszerre történő használatát.


Összesen 21 töltőállomást kerestünk fel, ezek közül 17 állomáson töltöttünk. Az összes állomás közül 4 villámtöltő, vagyis a töltési teljesítmény nagyobb, mint 42 kW, 16 gyorstöltő, vagyis a töltési teljesítmény 22 és 42 kW között van, valamint 1 normál töltő, ahol a töltési teljesítmény nem éri el a 22 kW-ot. A felkeresett állomások közül 1 nem működött.
 

A töltés sebessége 3,5kW töltési teljesítmény mellett azonos, míg villámtöltés esetén a töltöttségi szint növekedésével együtt csökken.




2. ábra Töltőállomások megoszlása teljesítményük szerint
 
 

6. Az adatok feldolgozása


6.1. A jármű fogyasztásának számítása útkategóriánként



A jármű energiafogyasztását két módszerrel határoztuk meg. Az első módszerrel az útvonal összetétele és a fogyasztás között kerestük az összefüggést. A független és függő változók között az alábbi alakban kerestük a kapcsolatot.
 
Ahol:


 
A többszörös lineáris regressziót a 2. táblázat értékei alapján végeztük el úgy, hogy a mért energiafogyasztás és a becsült energiafogyasztás közötti különbséget minimalizáltuk.

A regresszióanalízis eredményét a 7. táblázat tartalmazza.

3. táblázat Regresszióanalízis eredménye

Regresszióanalízis eredménye

a1

0,8475

a2

0,808

a3

0,747

R2

0,926

 

Az R2 érték a kapott eredmény jóságát mutatja meg, értéke 0 és 1 között lehet, és minél közelebb áll az 1-hez, az eredmény annál jobb. Az „a” együtthatók értéke azt mutatja meg, hogy 1 kilométer megtétele az adott útkategória esetén hány százalékos töltöttségvesztést okoz az akkumulátorban. Mivel esetünkben az 1 százalék 0,187 kWh energiának felel meg, az így számítható energiafogyasztás és maximálisan megtehető távolság értékeket a 8. táblázatban foglaltuk össze.

 
4. táblázat Energiafogyasztás és megtehető legnagyobb távolság útkategóriánként

Útkategória

Energiafogyasztás
[kWh/100km]

Megtehető maximális távolság 100%-os töltöttséggel [km]

Számított

Tapasztalt

Belterület

15,8

118

120

Országút

15,1

123

120

Gyorsforgalmi út

13,97

133

80


A számítás eredménye a belterületre és az országútra vonatkozóan megegyeznek a tapasztaltakkal. A gyorsforgalmi utakon ellenben azt tapasztaltuk, hogy a sebesség emelkedésével erősen csökken a hatótáv.

A második módszer alkalmazása során a jármű energiafogyasztását az átlagsebesség függvényében ábrázoltuk, ez az 5. ábrán látható. Néhány kiugró értéktől eltekintve kijelenthető, hogy a mért értékek egy egyenesre illeszthetők. 10km/h-s átlagsebesség növekedés körülbelül 8 százalékos többlet energiafogyasztást okoz (1% az akkumulátor kapacitásának 1%-a). Körülbelül 5-35km/h-s átlagsebesség-tartományban nincs jelentős különbség az energiafogyasztásban.



 3. ábra A jármű energiafogyasztása az átlagsebesség függvényében


6.2. A jármű töltésének elemzése
 
A mért eredmények alapján meghatároztuk, hogy mekkora energiamennyiség képes 1 százalékkal növelni az akkumulátor töltöttségét. Az eredményeket a 9. táblázat foglalja össze.

 
5. táblázat 1 százalékos töltöttségnöveléshez szükséges energiamennyiség töltő teljesítményenként

Töltő teljesítménye

1%-os töltöttségnöveléshez szükséges energiamennyiség

3,5kW (15A)

0,1839 kWh

50kW (villámtöltő)

0,1602kWh

 

A mérés megbízhatóságát két tényező csökkenti:

  • a villámtöltések alacsony száma,

  • a járműben csak egy analóg óra mutatta a töltöttségi szintet, ami alapján nem lehetett pontosan meghatározni azt.

 
Emiatt érdemi következtetéseket nem lehet levonni. A mérések alapján a töltési idő 3,5 kW esetén körülbelül 5,5 óra, 50 kW esetén 30 perc.
 

 
7. Összefoglaló

A Volkswagen e-up! a mérete és a hatótávja miatt 4 fő számára tud kényelmes utazást biztosítani rövid távokon, elsősorban városi környezetben. Csomagtartója kis méretű, amely a hátsó üléstámlák előredöntésével növelhető. A jármű menetdinamikája jó, a nagy indítónyomaték miatt jól gyorsul. A hatótávot tekintve a jármű az alábbi módon felelt meg, feltéve, hogy minden nap 100 százalékos töltöttséggel indul, és napközben nem töltik:
 

Napi futásteljesítmény

Használhatóság

70 km alatt

A jármű korlátozás nélkül használható

70-90 km

Ha a távot nem kizárólag autópályán teszi meg a jármű, akkor nem jelent gondot a hatótáv, különben odafigyelést igényel.

90-105 km

A jármű ezt a távot kizárólag autópályán nem tudná megtenni, de vegyes használatban is érdemes kerülni a hirtelen gyorsításokat

105-120 km

A járművel óvatosan kell közlekedni, elsősorban városban.

120-140 km felett

A jármű Eco+ üzemmódban, nagy odafigyeléssel képes lehet megtenni ezt a távot, de a forgalom ritmusát nem képes felvenni.



A jármű töltésénél az alábbiakra érdemes odafigyelni:
 

Töltő teljesítmény [kW]

0-100 %

15 perc töltéssel nyert táv [km]

3,5

5,5 óra

kb. 5

50 (villámtöltő)

30 perc

kb. 60

 

Továbbá:
 
  • A jármű által becsült hatótáv városi forgalomban autózva pontos.

  • Érdemes használni az erősebb motorféket a nagyobb rekuperációs teljesítmény miatt.

  • A villámtöltés csökkentheti az akkumulátor élettartamát, bár a tapasztalatok alapján nem jelentős a kapacitáscsökkenés.

  • Amíg alacsony a töltőállomások száma, egyetlen töltő hibája is jelentős kényelmetlenségeket okozhat.

  • A járművet a parkolóban lehet hagyni a töltés idejére, a biztonsági reteszelés miatt a töltőkábelt nem lehet kihúzni.






Warning: Unknown: open(/u0/ora11/apache2/apache2/htdocs/public/crs/tmp/sess_do5admarhal0rek250du5shvd2, O_RDWR) failed: No such file or directory (2) in Unknown on line 0

Warning: Unknown: Failed to write session data (files). Please verify that the current setting of session.save_path is correct (/u0/ora11/apache2/apache2/htdocs/public/crs/tmp) in Unknown on line 0