Das Tesla Model S in der Basisversion mit 19-Zoll-Rädern schafft nach WLTP-Norm 723 km, nach EPA-Norm sind es nur 405 Meilen, also 652 km. Ein gewaltiger Unterschied. Oder der Ford Mustang Mach-E Premium Extended Range mit Heckantrieb: 600 km nach WLTP, aber nur 310 Meilen oder 499 km nach EPA. Der WLTP-Wert ist in allen uns bekannten Fällen deutlich höher als der nach EPA. Wir erklären, warum.
Beide Normwerte werden durch Tests auf einem Rollenprüfstand ermittelt; dabei werden Raumtemperatur und das gefahrene Tempo genau eingestellt. Doch dann beginnen schon die Unterschiede. In den USA werden die Tests in der Regel von den Herstellern durchgeführt. Die amerikanische Environmental Protection Agency (EPA) führt nur einen kleinen Teil der Prüfungen selbst durch, erklärt Kollege Iulian von InsideEVs USA, dessen Artikel wir im Folgenden verkürzt wiedergeben.
EPA-Prüfverfahren mit 3 Tests
Elektroautos müssen drei Tests durchlaufen: den Single-Cycle-City-Test, den Single-Cycle-Highway-Test und den Multi-Cycle-City/Highway-Test. Zuerst wird die Batterie vollständig aufgeladen und das Auto über Nacht geparkt.
Im Single-Cycle-City-Test werden aufeinander folgende Stadtzyklen gefahren, und zwar so lange, bis die Batterie vollständig entladen ist. Anschließend wird die Batterie mit Wechselstrom aufgeladen. Die dafür nötige Energie in Kilowattstunden wird durch die zurückgelegte Strecke geteilt. Da die von der Stromquelle abgegebene Energiemenge gewertet wird, und nicht die im Auto angekommene, sind Ladeverluste in diesem Wert enthalten.
Die Reichweite im Stadtverkehr ergibt sich aus der Anzahl der auf dem Prüfstand im Stadtzyklus gefahrenen Meilen. Für den Verbrauch errechnet die EPA einen MPGe-Wert, also einen äquivalenten Verbrauchswert in Meilen pro Gallone (MPG). Dabei wird ein Umrechnungsfaktor von 33,705 kWh pro Gallone Benzin verwendet.
Der knapp 18 km lange City-Testzyklus soll eine langsame Fahrt im Stop-and-go-Stadtverkehr simulieren, wobei die Höchstgeschwindigkeit 56 Meilen pro Stunde (90 km/h) beträgt, die Durchschnittstempo liegt bei 21 mph (34 km/h). Ein Zyklus dauert 31 Minuten; 18 Prozent davon geht für die 23 Stopps drauf. Klimaanlage und Heizung sind ausgeschaltet.
Der 17 km lange Single-Cycle-Highway-Test ist ähnlich, nur dass hier schneller gefahren und nicht gestoppt wird. Die Höchstgeschwindigkeit liegt bei 60 mph (97 km/h), das Durchschnittstempo beträgt 48 mph (78 km/h). Aber auch hier wird der Zyklus so oft durchlaufen, bis die Batterie leer ist.
Schließlich wird noch der Multi-Cycle-City/Highway-Test durchgeführt. Dabei werden aufeinander folgende City-, Highway- und Steady-State-Zyklen gefahren, bis die Batterie leer ist. Während des gesamten Tests wird die Gleichstrom-Entladung der Batterie aufgezeichnet.
Danach wird wieder mit Wechselstrom aufgeladen. Der Energieverbrauch der Stadt- und Autobahnzyklen wird aus der nachgeladenen Energie, den DC-Entladedaten und der Entfernung für jeden Zyklus berechnet.
Die EPA multipliziert die Reichweite mit 0,7
Und jetzt kommt ein großer Unterschied zum WLTP-Verfahren: Um die in der Realität zu erwartenden Werte besser widerzuspiegeln, multipliziert die EPA die auf dem Prüfstand ermittelte Reichweite mit 0,7. Analog wir der Verbrauchswert durch 0,7 geteilt. So ergeben sich deutlich niedrigere Reichweiten und höhere Verbräche. Die WLTP-Regeln sehen eine solche Anpassung nicht vor.
WLTP: Vier Unterzyklen plus Konstantfahrten
Und nun zur Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedure (WLTP). Das Verfahren wurde 2017 von den EU-Behörden eingeführt und sollte realistischer als das alte NEFZ-Verfahren (Neuer Europäischer Fahrzyklus) sein. Ein Unterschied zum EPA-Methode besteht in der Raumtemperatur: Bei WLTP wird sie konstant auf 23 Grad eingeregelt, bei EPA ist sie dynamisch.
Bei WLTP werden die Autos anhand ihres Leistungsgewichts und ihrer Höchstgeschwindigkeit in verschiedene Klassen eingeteilt. Je höher diese Werte sind, desto höher die Geschwindigkeiten, mit denen gefahren wird. Da die meisten E-Autos Leistungsgewichte über 34 kW pro Tonne haben, kommt hier eigentlich nur Klasse 3 in Betracht.
Für diese Klasse gibt es vier Unterzyklen: Low, Medium, High und Extra High Speed. Zusammen dauern diese vier Unterzyklen 30 Minuten. Dabei fährt das Auto rund 23 km und erreicht bis zu 131 km/h. Die Stopps umfassen insgesamt knapp vier Minuten, die Durchschnittsgeschwindigkeit liegt bei etwa 50 km/h.
Wie beim EPA-Verfahren, wird der Gesamtzyklus so lang durchfahren, bis der Akku leer ist. Um die Testdauer zu verkürzen, gibt es darüber hinaus sogenannte Konstantsegmente, bei denen mit konstant 100 km/h gefahren wird.
Auf einen normalen Zyklus folgt eine Konstantfahrt, dann wieder eine dynamische Fahrt und erneut eine Konstantfahrt. In den dynamischen Segmenten wird zunächst der komplette Zyklus gefahren, gefolgt von einem Lauf des City-Zyklus (bestehend aus einem Low- und Medium-Unterzyklus). Zwischen den dynamischen Segmenten wird das Elektrofahrzeug mit konstant 100 km/h gefahren, um die Batterie schneller zu entladen. Während des gesamten Vorgangs werden Strom und Spannung der Traktionsbatterie aufgezeichnet. Wenn die Batterie leer ist, wird sie wieder voll aufgeladen, was die nutzbare Batteriekapazität ergibt.
Um die kombinierte WLTP-Reichweite zu berechnen, werden die beiden vollständigen WLT-Zyklen der Unterzyklen Low, Medium, High und Extra High in den dynamischen Segmenten eins und drei berücksichtigt. Anschließend wird die gemessene Batteriekapazität ohne Ladeverluste durch den Stromverbrauch aus dem gewichteten Durchschnitt der beiden vollständigen Zyklen dividiert. Die Reichweite ergibt sich also nach der Formel:
Reichweite (km) = nutzbare Batteriekapazität (Wh) / Stromverbrauch (Wh/km)
Der WLTP-Wert für die City-Reichweite wird ermittelt, indem die Batteriekapazität durch den Stromverbrauch des City-Zyklus (bestehend aus den Unterzyklen Low und Medium) dividiert wird.
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Hauptunterschiede zwischen WLTP und EPA
Die Hauptunterschiede zwischen den EPA- und WLTP-Verfahren liegen in der Raumtemperatur, bei der gefahren wird und der Multiplikation mit 0,7 beim EPA-Verfahren. Bei WLTP werden die gemessenen Werte in eine kompliziertere Formel eingesetzt, aber nicht angepasst.
Die reale Reichweite, die man mit einem Elektroauto erreicht, wird von vielen Faktoren beeinflusst. Dazu gehören der Batteriezustand (State-of-Health, SoH), die Außentemperatur, der Fahrstil und vieles mehr.
Quelle: InsideEVs.com