Consumiamo meno con la IONIQ ibrida

Questo articolo spiega un metodo (basato sulla teoria di funzionamento del motore termico) per calcolare le velocità di crociera in cui la IONIQ consuma meno carburante.

Ma partiamo dall’inizio

Dal punto di vista del consumo di carburante uno dei parametri fondamentali di un motore termico è la sua mappa BSFC (Brake Specific Fuel Consumption). E’ un po’ come l’ impronta digitale del motore perché indica il suo rendimento di combustione in tutti i possibili punti di funzionamento.

In modo particolare tutti i motori hanno una zona di “miglior” BSFC dove il rendimento di combustione è massimo ma hanno anche numerose zone in cui il rendimento è decisamente pessimo. Come ho già spiegato in questo post le auto ibride (a differenza di quelle tradizionali) hanno, entro certi limiti, la capacità di pilotare il punto di lavoro secondo necessità.

Scavando in rete in cerca di informazioni tecniche sul motore termico della mia IONIQ mi sono imbattuto in questo interessantissimo documento. Io l’ho comprato ma se chiedete di visualizzare l’anteprima (gratuita) vi accorgerete che nella seconda pagina c’è proprio la preziosa mappa…del tesoro (figura 4).
Mi dispiace ma non posso riportala qui per ovvie questioni di copyright

Questa semplice immagine contiene in realtà un sacco di informazioni preziosissime:

  • il bordo grigio che delimita la mappa sul lato superiore è la curva di coppia del motore termico ossia rappresenta il valore di coppia massima (valvola a farfalla tutta aperta) che il motore può erogare in funzione dei giri
  • il puntino rosso con la scritta 211 (g/kWh) rappresenta il punto di miglior rendimento (miglior BSFC). Siccome la benzina verde ha un potere calorifero inferiore di 12.14 kWh/Kg (82.4 g/kWh) è facile verificare il rendimento massimo del motore termico pari a 39%

Ebbene, elaborando digitalmente questa immagine e integrando con prove sperimentali sul veicolo ho messo a punto un grafico che mostra quali sono le velocità da tenere (per ogni marcia) per fare in modo che il motore termico lavori il più vicino possibile al miglior BSFC e quindi sfrutti al massimo l’energia contenuta nella benzina che sta consumando.

Il metodo si basa sulla semplice assunzione che, in condizioni statiche (velocità costante), il BMS della IONIQ tiene il carico motore fisso da circa 55% (bassa velocità) fino al 60% (autostrada). Quindi il punto di lavoro del motore termico è prevedibile per ogni velocità conoscendo il rapporto di conversione del cambio e la marcia inserita. L’assunzione è che la strada sia pianeggiante e la velocità costante (queste condizioni garantiscono il carico motore previsto nei calcoli)

Attraverso alcune semplici acquisizioni dalla porta OBD ho per prima cosa calcolato i rapporti di conversione delle 6 marce (forse sono disponibili anche online ma ho fatto prima a calcolarli).

Elaborando invece digitalmente l’immagine della mappa BSFC (con questo servizio online ) ho estratto un po’ di punti della curva coppia/giri motore (bordo superiore della mappa) che, passati attraverso questo servizio di curve fitting sono stati ridotti ad una semplice equazione di secondo grado che calcola la coppia massima disponibile in funzione dei giri motore

A questo punto ho messo tutto insieme dentro ad uno script che calcola per ogni velocità della macchina (e per ognuna delle 6 marce) la distanza geometrica tra il punto di lavoro ipotizzato e il punto di miglior rendimento dichiarato da Hyundai. Lo stesso script scarta poi le combinazioni velocità/marcia “irreali” (giri motore sotto 1000 o sopra 3000)

Ed ecco qui il risultato: ogni curva rappresenta una marcia e il suo punto di minimo sull’ asse X corrisponde alla velocità ottimale per quella marcia

Questo grafico ci dice due cose importanti:

  • ci dice che se dobbiamo viaggiare a velocità costante è meglio farlo a 21, 35, 52, 76, 100, 124 km/h (velocità indicate dal tachimetro)
  • se pensiamo di viaggiare a 80 km/h ci accorgiamo che possiamo farlo con tre marce diverse (quarta,quinta,sesta); quale sarà quella che porta il motore più vicino al miglior BSFC ?
    sorpresa! si tratta della marcia più bassa (e non di quella più alta)! Ecco perché molti hanno la sensazione che la IONIQ tenga sempre marce “troppo” basse: non è un difetto ma è un modo per risparmiare carburante (lo so…alla scuola guida ci avevano detto il contrario…ma non esistevano le macchine ibride)

In linea di massima la IONIQ dovrebbe già scegliere in automatico la marcia più corta per ciascuna velocità (devo verificare). Se così non fosse possiamo passare in sport e scalare (si…avete letto bene…probabilmente bisogna scalare) e procedere sempre a velocità costante.

Doverosa nota finale:
questo metodo si basa sulla teoria di funzionamento del motore termico, sullo screenshot di un grafico catturato su internet e su di una serie di deduzioni logiche fatte da me: difficile dire se e quanto carburante si può risparmiare. Sono ovviamente aperto al confronto con chi ne sa più di me

Calcolo del consumo via OBD
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