Ein physikalisches Modell geht immer von idealisierten Rahmenbedingungen (Fahrt auf der Ebene, konstanter Wind etc.) aus. Die Realität auf der Straße ist komplexer. Hier sind die physikalischen Hauptfaktoren für Abweichungen und wie du sie in Watttrip abbilden kannst.
Viele glauben, Kälte beeinflusst primär den Akku. Ein oft unterschätzter Faktor ist jedoch die Aerodynamik: Kalte Luft ist dichter ("dicker"). Bei -10°C muss das Auto deutlich mehr Luftmoleküle verdrängen als bei +30°C im Sommer. Der Luftwiderstand wird in der Physik mit dieser Formel berechnet:
F_L = 0.5 * ρ * cw * A * v²
Was bedeuten diese Buchstaben?
So testest du es: Gehe in den Detailrechner und ändere die Außentemperatur von 25°C auf -10°C. Achte in den KPIs (unten) auf den Wert "Luftwiderstand [N]". Er wird signifikant ansteigen, da Watttrip die reale Temperatur in die Luftdichte ρ umrechnet.
Jedes zusätzliche Kilogramm (Beifahrer, Gepäck) muss nicht nur beim Anfahren beschleunigt werden, sondern drückt die Reifen fester auf den Asphalt. Dadurch steigt der Rollwiderstand exakt linear mit dem Gewicht an:
F_R = c_R * m * g
Was bedeuten diese Buchstaben?
So testest du es: Ändere im Detailrechner die "Anzahl Personen" (das Tool rechnet mit 80 kg pro Person). Beobachte in den KPIs den "Rollwiderstand [N]" und im Flowchart den lilafarbenen Strang "Roll". Beide wachsen sofort an.
Oft wird bei Verbrauchsangaben nur auf die Durchschnittsgeschwindigkeit geschaut. Aber ein Durchschnitt von z. B. 100 km/h kann auf zwei sehr unterschiedliche Arten erreicht werden: Entweder du fährst konstant 100 km/h mit Tempomat (extrem sparsam). Oder du beschleunigst ständig auf 150 km/h und musst dann wegen langsameren Autos wieder stark auf 80 km/h abbremsen.
Diese ständigen, starken Beschleunigungen erfordern extreme Leistungsspitzen vom Motor. Ein Verbrenner wird dabei oft aus seinem optimalen Wirkungsgradbereich gedrückt (er spritzt überproportional viel Kraftstoff ein), und beim anschließenden Bremsen wird die mühsam aufgebaute Bewegungsenergie einfach in nutzlose Hitze an den Bremsscheiben verwandelt. Auch beim E-Auto steigen die thermischen Verluste in Akku und Motor bei ständigen Vollgas-Sprints an, auch wenn es beim Bremsen einen großen Teil zurückgewinnt.
So testest du es in Watttrip: Dafür gibt es das Feld "Max. Tempo (Trip)". Wenn du bei einem Ø Tempo von 100 km/h das "Max. Tempo" von 110 km/h (sehr gleichmäßige Fahrt) auf z. B. 160 km/h erhöhst, erkennt das mathematische Modell, dass du stark beschleunigst und abbremst. Es berechnet im Hintergrund einen dynamischen Peak-Faktor, der die Leistungsspitzen und die damit verbundenen Reibungs- und Bremsverluste in einen spürbar höheren Verbrauch umrechnet.
Beim Verbrenner ist Heizung "gratis", weil extrem viel ungenutzte Abwärme entsteht (Anergie). Ein E-Auto ist so effizient, dass es im Winter kaum Abwärme gibt – die Heizung (PTC-Heizer oder Wärmepumpe) muss den Strom direkt aus dem Akku ziehen. Bei tiefen Minusgraden kann allein das Heizen des Innenraums 3 bis 5 kW Leistung erfordern. Bei langsamer Stadtfahrt (wo die Fahrtzeit lang ist) treibt das den Verbrauch pro 100km extrem in die Höhe.
So testest du es: Watttrip hat eine dynamische Heizkurve integriert. Bei 20°C geht das Modell von ~1,2 kW für Klimaanlage & Bordnetz aus. Sinkt die Temperatur auf 0°C, steigt dieser Wert sprunghaft an. Betrachte im Flowchart die rote Linie "Bord/Klima". Sie wird bei Kälte deutlich dicker!
Wer im Stop & Go-Verkehr feststeckt, fährt zwar langsam (was eigentlich gut für den Luftwiderstand ist), vernichtet aber jede Effizienz. Ein Verbrennungsmotor dreht während der Standzeiten im Leerlauf weiter und verbrennt Kraftstoff, ohne einen einzigen Meter Strecke zu machen. Das E-Auto steht hierbei lautlos und verbraucht fast nur Strom für Heizung/Klima oder Radio.
So testest du es: Nutze das Dropdown "Verkehr". Setzt du den Verkehr auf "Stop & Go", rechnet Watttrip beim Verbrenner einen massiven Leerlaufverbrauch bei den unvermeidbaren Stehzeiten obendrauf.
Bergauffahren benötigt massiv Energie, um das Auto gegen die Schwerkraft nach oben zu heben. Hierfür baut man sogenannte potenzielle Energie (Lageenergie) auf:
E_pot = m * g * h
Was bedeuten diese Buchstaben?
Zwar rekuperieren E-Autos beim Bergabfahren einen Teil dieser Energie wieder, jedoch entstehen bei der Stromumwandlung (Motor -> Inverter -> Akku -> Inverter -> Motor) Ladeverluste von ca. 20-30%. Bei einer Gebirgsfahrt ist der Verbrauch also trotz Rekuperation immer höher als bei einer Fahrt in der Ebene.
Wichtiger Hinweis zum Rechner: Watttrip berechnet aktuell eine Fahrt in der Ebene (Normalnull). Wenn du z.B. von München über den Brenner nach Italien fährst, wird der tatsächliche Verbrauch aufgrund der zu überwindenden Höhenmeter höher ausfallen, als das Tool prognostiziert.