Mijn Nissan Leaf Tekna zero emission Electric Vehicle (EV) Statistische Verkenning

Mijn Nissan Leaf Tekna zero emission Electric Vehicle (EV)

Statistische Verkenning (Also available in English: Nissan Leaf Tekna Statistical Exploration)

TQMmaster® Paul P.M. Willockx MSc. Website: www.TQMmaster.nl Contact: nissan [at] TQMmaster.nl LinkedIn: http://nl.linkedin.com/in/paulwillockx

DISCLAIMER De analyses in dit rapport betreffen één auto, één chauffeur, één gebruiksdoel en één verkeerssituatie. Uw omstandigheden kunnen anders zijn. Vergelijk ook gegevens van andere gebruikers om het beeld te completeren.

COPYRIGHT © 2014-2015 Op deze publicatie zijn het auteursrecht en merkenrecht van toepassing. Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand of openbaar gemaakt in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen, of op enige andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de auteur (www.TQMmaster.nl). Ondanks alle aan de samenstelling van deze publicatie bestede zorg kunnen noch de redactie, noch de auteur, noch de uitgever aansprakelijkheid aanvaarden voor schade die het gevolg is van enige fout in deze uitgave.

Inhoudsopgave 1. 1.1. 1.2. 1.3. 1.4.

INTRODUCTIE.......................................................................................... 3 AANLEIDING ONDERZOEK ................................................................................... 3 ONDERZOEKSRESULTATEN VAN DE ACTIERADIUS .......................................................... 3 CONCLUSIE .................................................................................................. 3 STATISTISCHE SAMENVATTING ............................................................................. 4

2. 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 2.6. 2.7. 2.8.

VERDIEPING: DE ACTIERADIUS................................................................ 6 LEESWIJZER ................................................................................................. 6 THEORETISCHE ACTIERADIUS ............................................................................... 6 HISTOGRAM: ACTIERADIUS ................................................................................. 7 KANSREKENING SAFERANGE ................................................................................ 8 RANGE ANXIETY ............................................................................................11 LANGE TERMIJN VARIATIE ACTIERADIUS...................................................................12 BENCHMARK RIJSTIJL.......................................................................................13 TOEKOMSTIGE ACCU'S .....................................................................................14

3. 3.1. 3.2. 3.3. 3.4.

ANALYSE: DE FACTOR TEMPERATUUR (°C).............................................. 15 VERBAND TUSSEN SAFERANGE EN RNMITEMPERATURE...................................................15 EFFECT VAN RNMITEMPERATURECLASS OP DE SAFERANGE ..............................................16 EFFECT VAN HET SEIZOEN OP DE SAFERANGE ............................................................17 DE KLIMATOLOGISCHE OMSTANDIGHEDEN ................................................................18

4. 4.1.

ANALYSE: DE FACTOR KLIMAATBEHEERSING .......................................... 19 EFFECT VAN DE KLIMAATBEHEERSING OP DE SAFERANGE ................................................19

5. 5.1. 5.2. 5.3.

ANALYSE: DE FACTOR SNELHEID ............................................................ 21 HISTOGRAM: SAFERANGE (SNELWEG) ....................................................................21 EFFECT VAN MAXSPEED OP DE SAFERANGE (SNELWEG) .................................................22 EFFECT VAN RNMITEMPERATURE EN MAXSPEED OP SAFERANGE .........................................24

6. 6.1. 6.2. 6.3. 6.4.

OVERIGE BEVINDINGEN......................................................................... 25 RITLENGTE EN AANTAL RITTEN PER DAG...................................................................25 DASHBOARD ACTIERADIUS INDICATOR ....................................................................25 AFRONDINGSFOUTEN .......................................................................................26 TIPS VOOR NISSAN.........................................................................................26

7. 7.1. 7.2. 7.3. 7.4. 7.5. 7.6.

BIJLAGE: DE GEGEVENSVERZAMELING ................................................... 27 INTRODUCTIE ...............................................................................................27 NISSAN CARWINGS GEGEVENSVERZAMELING .............................................................27 KNMI DATAVERRIJKING ...................................................................................30 HANDMATIG VERZAMELDE GEGEVENS PER LAADBEURT ...................................................31 VERBETERING VAN DE DATAKWALITEIT....................................................................32 TRANSPARANTIE EN BESCHIKBAARHEID VAN DE SAS JMP DATA ........................................33

Nissan Leaf Tekna - Statistische verkenning

22-9-2015

2/33

1.

Introductie

Eind 2013 heb ik een volledig elektrische Nissan Leaf Tekna aangeschaft en 32 LG zonnepanelen laten plaatsen. Het doel was om een grote stap te maken richting duurzaam vervoer zonder zwaar in te boeten op mijn primaire mobiliteitsbehoefte. De actieradius van elektrische auto's is een bekend probleem en voor mij als managementconsultant vormde dit het belangrijkste aankoopcriterium: ik moet mijn klanten kunnen bereiken om inkomsten te genereren. Door een gebrek aan beschikbaar feitenmateriaal kon geen goede kosten/baten analyse worden gemaakt en was de aanschaf deels gevoelsmatig. In de folder van de nieuwe Nissan Leaf (de 2e generatie Leaf met meer dan 100 verbeteringen) wordt een maximale actieradius gespecificeerd van 199 km. Via mijn historische rittenadministratie ben ik gaan prioriteren en kon ik berekenen dat 85% van de zakelijke ritten zou vallen binnen een afstand van 140 km. In 15% van de gevallen zou ik dan alternatief vervoer moeten zoeken. Dit ongemak was alleszins acceptabel richting duurzaam vervoer. In mijn business case heb ik daarom de statistische go/no-go aankoopspecificatie vastgesteld op 140 km die ik met 95% waarschijnlijkheid wil kunnen realiseren. De dealer bevestigde dat 199 km een maximum is onder ideale omstandigheden, maar dat 140 km toch wel haalbaar zou moeten zijn mits ik bewust zou rijden, maar er waren geen praktijkcijfers beschikbaar. Een proefrit (met een 1e generatie Leaf) van 70 km op een warme zomerse dag met bovengemiddeld pittig rijgedrag en vele notities over het lopende energieverbruik verliep prima en gaf mij het vertrouwen dat 140 km haalbaar was. En omdat duurzaam vervoer binnen handbereik lag en ik verliefd was op die auto ben ik tot aanschaf overgegaan. 1.1. Aanleiding onderzoek Op de winterse dag dat ik mijn nieuwe auto ging ophalen (29 november) ben ik een stukje gaan rijden. Het dashboard gaf bij aanvang aan dat ik nog 155 km kon rijden, maar al na 58,4 km was de accu bijna leeg (17 km resterend) en moest de auto 10 uur opladen. De 140 km aankoopspecificatie leek ineens erg onwaarschijnlijk. Deze eerste ervaring vormde de aanleiding voor dit onderzoek. 1.2. Onderzoeksresultaten van de actieradius De Nissan Leaf Carwings boardcomputer stuurt na iedere rit enkele kerngegevens naar de Nissan Portal, zoals de afgelegde afstand en het energieverbruik. De data kan door de eigenaar via internet worden gedownload. Dankzij deze automatische gegevensverzameling is dit rapport heel gedetailleerd geworden. De analyse in dit rapport omvat alle ritten over een afstand van 15600 km. Samenvatting: · De actieradius is met 90,8 km ongeveer 46% van de 199 km die in de folder wordt gespecificeerd. · De variatie is zó groot dat de afstand die met 95% waarschijnlijkheid bereikt kan worden slechts 62,5 km bedraagt. Dit is 31% van 199 km. · De kans dat de actieradius de voorspelde 199 km zal halen is ongeveer 0,4%. De specificatie in de folder is daarmee haalbaar gebleken en feitelijk dus juist. · De kans dat ik mijn aankoopspecificatie van 140 km zal halen is ongeveer 3,7%. 1.3. Conclusie Als ik vooraf mijn primaire behoeften had kunnen toetsen aan de praktijkcijfers dan had ik deze auto destijds niet gekocht en liever gewacht op de 3e, 4e of 5e generatie Leaf. Een verzachtende omstandigheid is dat Nissan zich moet houden aan de voorgeschreven Europese meetprotocollen, zoals de NEDC (New European Driving Cycle). Later bleek dat dezelfde auto in USA wordt verkocht met een maximale actieradius van 121 km, gemeten conform de EPA (United States Environmental Protection Agency). Dit USA cijfer stemt iets beter overeen met de eigen waarnemingen. De Nissan Leaf is een hypermoderne groene auto die werkelijk zalig rijdt en van harte wordt aanbevolen. Ik ondersteun het streven naar een duurzame samenleving en investeer daarin actief. Het is mijn wens om auto te rijden zonder dat dit schadelijke gevolgen heeft voor mijn omgeving. In dit rapport krijgt u als beleidsmaker, onderzoeker, engineer en consument feitelijke praktijkinformatie die kan helpen bij de besluitvorming.


22-9-2015

3/33

1.4. Statistische samenvatting Hieronder treft u in tabelvorm de statistische samenvatting aan van mijn onderzoek. In de hoofdstukken hierna wordt alles uitgebreid onderbouwd en toegelicht. Doel van het onderzoek Nissan Leaf Tekna

· · · ·

Periode van dit verslag: Aantal waarnemingen:

· ·

Empirisch onderzoek doen naar de praktisch haalbare actieradius en de factoren die dit beïnvloeden. Kwantitatief toetsen of de actieradius matcht met de specificatie in de folder. Kwantitatief toetsen of aan mijn aankoopspecificaties wordt voldaan. Publiceren van de verworven kennis ter ondersteuning van de besluitvorming door beleidsmakers, onderzoekers, engineers en consumenten. December 2013 t/m juli 2015. 1087 ritten over 15600 km.

Specificaties Nissan Leaf Tekna Actieradius

Maximaal

199 km

gemeten conform Europese standaard: NEDC UN/ECE norm 101

Statistische specificatie van mijn aankoopbeslissing Actieradius

Veilige actieradius

(1)

die in 95% haalbaar is

140 km

bepaald uit mijn zakelijke rittenadministratie: 2308 ritten, totaal 204732 km

Statistische resultaten van het onderzoek Veilige actieradius

(1)

Reserve actieradius

(2)

Mediaan (3) Standaardafwijking Spreidingsbreedte Kans op actieradius groter dan 199 km Klopt de specificatie in de folder Actieradius die in 50% haalbaar is Actieradius die in 95% haalbaar is Kans op mijn aankoopspecificatie van 140 km

90,8 km 25,5 km 37,5 .. 240 km 0,4 % ja 90,8 km 62,5 km 3,7%

Mediaan (3) Standaardafwijking Spreidingsbreedte Actieradius die in 50% haalbaar is Actieradius die in 95% haalbaar is

24,2 6,8 km 10 .. 64 km 24,2 km 16,7 km

Factoren die de variatie beïnvloeden Aangetoonde factoren Vermoedelijke factoren Uitsluiting van factoren

· · · · · · ·

De buitentemperatuur. De elektrische klimaatbeheersing (verwarming en airconditioning). De snelheid. Er is meer onderzoek nodig: de meeste variatie kan niet worden verklaard. De online Nissan Leaf Carwings benchmark vergelijkt het energieverbruik van mijn auto met alle Leaf's in Nederland. De benchmark laat zien dat mijn rijstijl gemiddeld beter is dan de overige Leaf's in Nederland. De resultaten in dit rapport geven dus een optimistisch beeld t.o.v. de populatie Leaf rijders. Hierdoor kan uitgesloten worden dat er iets fout is met mijn unieke auto (accu), mijn rijstijl, het gebruiksdoel en mijn verkeersomstandigheden.


22-9-2015

4/33

Toelichting Veilige en reserve actieradius:

De capaciteit van de accu bedraagt 24 kWh, maar er is ±19 kWh beschikbaar om te rijden (bron: US Department of Energy). Er is ±15 kWh veilige en ± 4 kWh reserve energie beschikbaar (Bron: Leaf Spy). Het is onveilig om de reserve te benutten, anders dan voor het zoeken naar een laadpaal. De Nissan Leaf houdt een extra veiligheidsmarge achter voor de werking van kritieke systemen zoals het elektrische remsysteem. Deze veiligheidsmarge is niet beschikbaar om te rijden. Het moment waarop de Leaf overschakelt naar de reserve-energie varieert omdat het algoritme is gebaseerd op de momentane conditie van de accu (voltage, amperage, weerstand, temperatuur, leeftijd, (snel)laad historie, celkwaliteit, etc.). 1) 2) 3)

Veilige actieradius: de afstand die realiseerbaar is bij 15 kWh energieconsumptie. Reserve actieradius: de afstand die realiseerbaar is bij 4 kWh energieconsumptie. Mediaan: de belangrijkste centrummaat die het meest representatief is bij (rechts)scheve verdelingen. Van het aantal waarnemingen ligt 50% boven de mediaan en 50% eronder. Uitschieters hebben geen invloed op de mediaan.


22-9-2015

5/33

2.

Verdieping: de actieradius

2.1. Leeswijzer De Nissan Leaf Carwings boardcomputer stuurt na iedere rit enkele kerngegevens naar de Nissan Portal, zoals de afgelegde afstand en het energieverbruik. De data kan door de eigenaar via internet worden gedownload. Dankzij deze automatische gegevensverzameling is dit rapport heel gedetailleerd geworden. Met behulp van statistische technieken wordt de prestatie van de Nissan Leaf geanalyseerd. Dit maakt het rapport wel lastig leesbaar voor diegenen die weinig ervaring hebben met statistiek. Toch is ervoor gekozen om het zo te presenteren, want alleen op deze manier wordt het onderscheid gemaakt tussen feit en fictie. De analyses worden in natuurlijke taal beknopt toegelicht. Inzicht in statistiek is daarom niet strikt vereist om dit rapport te begrijpen, maar het helpt wel. 2.2. Theoretische actieradius De actieradius kan om praktische redenen niet bepaald worden door de accu helemaal leeg te rijden. De afstanden in dit rapport zijn berekende theoretische uitkomsten: kleine ritten worden geëxtrapoleerd naar een volledige accucapaciteit. Ook bij brandstofauto's is deze rekenwijze gebruikelijk. Rekenvoorbeeld theoretische safeRange De volgende gegevens worden door de Nissan Leaf Carwings boardcomputer de Nissan Portal. · datum = · lengte van de rit (rangePerTrip) = · energieverbruik tijdens deze rit (kwhConsumption) = · teruglevering energie door afremmen op de motor (kwhGeneration) =

automatisch verzonden naar 22 maart 2015 54,6 km 12,7 kWh 0,4 kWh

Op basis van deze rit is te extrapoleren hoe ver de auto zou komen bij een volle accu. Dit is slechts een theoretische resultaat want ik veronderstel hier o.a. dat de rijcondities hetzelfde zullen blijven en dat de accu gelijkmatig energie blijft afgeven. · safeRange = 15 kWh / ((kwhConsumption - kwhGeneration) / rangePerTrip) · safeRange = 15 / ((12,7 - 0,4) / 54,6) · safeRange = 66,6 km Deze specifieke rit laat zien dat de veilige actieradius over een volle accu geen 199 km is maar 66,6 km.


22-9-2015

6/33

2.3. Histogram: actieradius De actieradius wordt op 3 manieren weergegeven: · Veilige actieradius (safeRange): de afstand die realiseerbaar is bij 15 kWh energieconsumptie. · Reserve actieradius (spareRange): de afstand die realiseerbaar is bij 4 kWh reserve-energie. · Maximum actieradius (maxRange): safeRange + spareRange (19 kWh energieconsumptie). Toelichting histogram: de grafiek toont de berekende actieradius (safeRange, spareRange en maxRange), inclusief enkele statistische kentallen. Op de X-as ziet u de theoretisch haalbare afstanden in kilometer, op de Y-as ziet u hoe vaak bepaalde waarnemingen voorkomen (de frequentie). USL: LSL: N: Mediaan:

De upper specification limit is ingesteld op 199 km, dit is de specificatie in de folder. De lower specification limit is ingesteld op 140 km, dit was mijn aankoopspecificatie. Het aantal waarnemingen dat gebruikt is om de grafiek te tekenen. De belangrijkste centrummaat die het meest representatief is bij (rechts)scheve verdelingen. Van het aantal waarnemingen ligt 50% boven de mediaan en 50% eronder. Uitschieters hebben geen invloed op de mediaan.

safeRange

spareRange


22-9-2015

7/33

maxRange

2.4. Kansrekening safeRange Met behulp van statistische technieken kunnen kansen en risico's inzichtelijk worden gemaakt. De veilige actieradius laat een variatie zien van 37,5 .. 240 km. Deze enorme variatie zorgt ervoor dat er grote onzekerheid ontstaat over het al dan niet bereiken van een bestemming. Het voelt niet veilig, de Leaf boet in aan inzetbaarheid. De mediaan is de belangrijkste centrummaat die het meest representatief is bij (rechts)scheve verdelingen. De safeRange mediaan komt uit op 90,8 km (bij een volle accu). Dit betekent dat er 50% kans is dat de Leaf verder komt, maar er is ook 50% kans (= risico) dat dit niet gebeurt en ik stil kom te staan langs de kant van de (snel)weg. Het gearceerde deel van de grafiek geeft het 50% risico aan.


22-9-2015

8/33

Als ik een rit plan, bijvoorbeeld naar een laadpaal, dan wil ik de bestemming met een grote mate van zekerheid halen. Dan is een risico van 50% niet acceptabel. Beter is om te berekenen over welke afstand ik kan rijden met een trefzekerheid van 95%, ofwel 5% risico. Deze afstand is becijferd op 62,5 km (bij een volle accu). Het gearceerde deel van de grafiek geeft het 5% risico aan. De afstand van 62,5 km is daarom in gemiddeld 5% van de gevallen nog steeds niet haalbaar.

Capability analyse Op een vergelijkbare manier kan d.m.v. een capability analyse worden berekend hoe groot de kansen zijn op het bereiken van mijn aankoopspecificatie (140 km) en de specificatie in de folder (199 km). · ·

De 140 km aankoopspecificatie (LSL = lower specification limit) wordt in 100 - 96,3 = 3,7% gerealiseerd. De 199 km specificatie in de folder (USL = upper specification limit) wordt in 0,4% gerealiseerd.


22-9-2015

9/33

Kwantielen Kwantielen worden gebruikt om kansen te berekenen. De gegevensverzameling kan opgedeeld worden in 4 groepen van gelijke omvang (kwartielen), 10 groepen (decielen), 100 groepen (percentielen) en, zoals in het voorbeeld hieronder, in 20 groepen (kwintielen). De mediaan ligt op 90,8 km en deelt de verzameling op in 2 gelijke delen van 50%. Ik heb een kans van 50% om verder te komen dan 90,8 km. Maar er is ook een risico van 50% dat ik de 90,8 km niet zal halen. Het eerste kwartiel ligt op 76,7 km en beslaat 25% van de gegevensverzameling. Ik heb een kans van 75% om verder te komen dan 76,7 km. Maar er is ook een risico van 25% dat ik de 76,7 km niet zal halen. Het kwintiel van 5% ligt op 62,5 km en beslaat 5% van de gegevensverzameling. Ik heb een kans van 95% om verder te komen dan 62,5 km. Maar er is ook een risico van 5% dat ik de 62,5 km niet zal halen. De kwartiel van 75% ligt op 120 km en beslaat 75% van de gegevensverzameling. Ik heb een kans van 25% om verder te komen dan 120 km. Maar er is ook een risico van 75% dat ik de 120 km niet zal halen. Praktijkvoorbeeld Ik wil van Zaltbommel via Breda, Roosendaal, Bergen op Zoom en Goes naar het Veerse meer om een weekend te gaan zeilen met vrienden. Op dit moment is er tussen Breda en Goes, over een afstand van 78,9 km, geen snellader beschikbaar. Deze afstand moet worden overbrugd. In Breda wordt de Leaf met een snellader opgeladen tot 80% (dit is het maximum bij een snellader, 12 kWh veilige capaciteit i.p.v. 15) en ik rij naar de volgende snellader in Goes. Vraag 1: kan ik met 95% zekerheid de snellader in Goes bereiken vanaf Breda (78,9 km)? Antwoord: zeker niet, want zelfs bij een 100% volle accu bedraagt de afstand die ik met 95% zekerheid zal halen slechts 62,5 km. Vraag 2: als 95% niet haalbaar is, hoe groot is dan de kans dat ik de snellader in Goes zal bereiken? Eerst moet berekend worden hoe ver de Leaf komt bij 80% acculading (het maximum bij snelladen).

Capability Analysis Specification Lower Spec Limit Spec Target Upper Spec Limit

Value 78.9 . .

Portion Below LSL Above USL Total Outside

% Actual 60.7176 . 60.7176

Long Term Sigma Capability CP CPK CPM CPL CPU 0

100

200

Sigma = 20.3621

300

Portion Below LSL Above USL Total Outside

Index Lower CI Upper CI . . . -0.028 -0.048 -0.008 . . . -0.028 -0.048 -0.008 . . . Sigma Percent PPM Quality 53.3186 533185.62 1.417 . . . 53.3186 533185.62 1.417

Antwoord: de kans is ongeveer 61%, er is dus een 39% risico dat ik het niet zal halen. Resultaat: ik ben met een andere auto naar het Veerse meer gegaan. Ik vind het 40% risico te groot.


22-9-2015

10/33

2.5. Range anxiety Om te voorkomen dat ik bij de eerstvolgende rit stil kom te staan moet de accu tijdig worden opgeladen. Soms wordt de accu bijvoorbeeld al opgeladen na 45 km als ik weet dat ik een lange rit wil gaan maken. Over een lange periode gemeten gebeurt het opladen blijkbaar al bij gemiddeld 69,9 km (totaal 202 laadsessies). De batteryRange is daarmee een meetbare vertaling van het begrip "range anxiety", de moderne term die gebruikt wordt bij elektrisch aangedreven auto's om de angst aan te geven dat men stil kan komen te staan. Naast het willekeurige gedrag ben ik ook aan het experimenteren en dat is zichtbaar in de grafiek. Wekelijks rij ik een vaste testrit op de snelweg over 77,8 km. Het doel is om te testen hoe de auto zich gedraagt bij verschillende snelheden en weerscondities.

Vergelijk de praktische batteryRange (mediaan 77,6 km) met de theoretische safeRange (mediaan 90,8 km). De theoretische waarden zullen nooit gehaald worden, want het is onverantwoord (onveilig) om de accu leeg te rijden. Bovendien verkort dit de levensduur van de kostbare accu (€ 4876,= excl. BTW).

Ook de ritafstanden geven een indicatie van de doelgroep / toepassingsgebied van de Leaf: het profiel lijkt op dat van een stadsauto.

rangePerTrip

700 600 500 400 300 200 100 0

50


100

150

200

22-9-2015

250

De hoogste batteryRange waarneming in 1,5 jaar bedroeg 116,7 km op 26 april 2015. Hierbij was de auto gevaarlijk ver voorbij de safeRange gegaan en gaf 2 waarschuwingen om de accu op te laden. Misschien dat ik nog slechts enkele kilometers verder had kunnen rijden.

11/33

2.6. Lange termijn variatie actieradius De safeRange is niet constant in de tijd. Tijdens de meetperiode is voor iedere maand een andere safeRange geconstateerd. In de zomermaanden 6 en 7 is de safeRange het beste, in de wintermaanden 1 en 12 het slechtste. De factor temperatuur wordt hierna verder uitgediept. Mijn proefrit was op een warme zomerse dag (safeRange mediaan 111,8 km), de nieuwe auto werd in de winter opgeleverd (safeRange mediaan 75,0 km).

Bivariate Fit of safeRange By month 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 1

2

3

4

5

6 7 month

8

9

10

11

12

Polynomial Fit Degree=2

De stippellijn in de grafiek geeft het gebied aan waarbinnen de waarnemingen worden verwacht.


22-9-2015

12/33

2.7. Benchmark rijstijl De analyses in dit rapport zijn uniek: het betreft één auto, één chauffeur, één gebruiksdoel en één verkeerssituatie. De oorzaak van de tegenvallende actieradius ligt misschien wel bij die ene auto (een productiefout of een slechte accu) of die ene chauffeur (mijn afwijkende rijstijl). Om de resultaten te positioneren binnen de hele Leaf populatie wordt hieronder de Nissan Carwings benchmark gepresenteerd. In de benchmark wordt door Nissan mijn unieke auto en rijstijl vergeleken met andere Leaf rijders in Nederland. Resultaat: de benchmark laat zien dat mijn rijstijl gemiddeld beter is dan de overige Leaf's in Nederland. Hierdoor kan uitgesloten worden dat er iets fout is met mijn unieke auto (accu), mijn rijstijl, het gebruiksdoel en mijn verkeersomstandigheden. Andere Leaf rijders (meer dan de helft) scoren slechter dan ik. Conclusie: de resultaten in dit rapport geven een optimistisch beeld t.o.v. de populatie Leaf rijders. Benchmark mijn rijstijl

Benchmark mijn accelereertechniek

Benchmark mijn remtechniek

Benchmark mijn gebruik van autoaccessoires


22-9-2015

13/33

2.8. Toekomstige accu's Er zijn geruchten dat medio 2015 een verbeterde accu wordt geïntroduceerd van 30 kWh (i.p.v. de huidige 24 kWh). Ook zou voor 2016 een accu van 40 kWh op het programma staan. De persberichten spreken al snel van "een verdubbeling van de actieradius tot 400 km", maar als het uitgangspunt van 199 km wordt overdreven dan is de verdubbeling dat ook. Welke realistische actieradius kunt u dan wel verwachten? Aanname: wanneer alleen de accucapaciteit toeneemt en verder alles hetzelfde blijft (hetzelfde gewicht van de accu, dezelfde elektromotor, dezelfde variatie van het energieverbruik, dezelfde 4 kWh reservecapaciteit, dezelfde 5 kWh veiligheidsmarge) dan komt dit naar schatting uit op het volgende. Schatting 30 kWh accu Deze accu heeft 21 kWh safeRange capaciteit i.p.v. 15 (+ 40%) en 4 kWh spareRange (+ 0%), samen 25 kWh maxRange capaciteit i.p.v. 19 (+ 32%). Veilige actieradius

Mediaan Standaardafwijking Spreidingsbreedte Kans op actieradius groter dan 199 km Actieradius die in 50% haalbaar is Actieradius die in 95% haalbaar is Kans op mijn aankoopspecificatie van 140 km

30 kWh accu 127,1 km 35,6 km 52,5 .. 336 km 2,8 % 127,1 km 87,5 km 38,5 %

huidige 24 kWh accu 90,8 km 25,5 km 37,5 .. 240 km 0,4 % 90,8 km 62,5 km 3,7%

Reserve actieradius

Mediaan Standaardafwijking Spreidingsbreedte Actieradius die in 50% haalbaar is Actieradius die in 95% haalbaar is

24,2 6,8 km 10 .. 64 km 24,2 km 16,7 km

24,2 6,8 km 10 .. 64 km 24,2 km 16,7 km

Schatting 40 kWh accu Deze accu heeft 31 kWh safeRange capaciteit i.p.v. 15 (+ 107%) en 4 kWh spareRange (+ 0%), samen 35 kWh maxRange capaciteit i.p.v. 19 (+ 84%). Veilige actieradius

Mediaan Standaardafwijking Spreidingsbreedte Kans op actieradius groter dan 199 km Actieradius die in 50% haalbaar is Actieradius die in 95% haalbaar is Kans op mijn aankoopspecificatie van 140 km

40 kWh accu 187,7 km 52,6 km 77,5 .. 496 km 41,6 % 187,7 km 129,2 km 90,2 %

huidige 24 kWh accu 90,8 km 25,5 km 37,5 .. 240 km 0,4 % 90,8 km 62,5 km 3,7%

Reserve actieradius

Mediaan Standaardafwijking Spreidingsbreedte Actieradius die in 50% haalbaar is Actieradius die in 95% haalbaar is

24,2 6,8 km 10 .. 64 km 24,2 km 16,7 km

24,2 6,8 km 10 .. 64 km 24,2 km 16,7 km

Zelfs bij een 40 kWh accu wordt mijn aankoopspecificatie niet gehaald (95% kans op 140 km veilige actieradius). Toch zou ik hier heel blij van worden. Komt er een gunstige accu upgrade beschikbaar?


22-9-2015

14/33

3.

Analyse: de factor temperatuur (°C)

Eerder werd al geconstateerd dat de safeRange niet constant is in de tijd. Tijdens de meetperiode is voor iedere maand een andere safeRange geconstateerd. In de zomermaanden 6 en 7 is de safeRange het beste, in de wintermaanden 1 en 12 het slechtste. Een belangrijk onderscheid tussen de verschillende maanden in het jaar is de buitentemperatuur. Om het effect van de buitentemperatuur op de safeRange te bestuderen is bij iedere rit de gemiddelde dagtemperatuur van het KNMI toegevoegd aan de gegevensverzameling (rnmiTemperature, de RNMI afkorting in de namen van variabelen staat voor Royal Netherlands Meteorological Institute). Hoewel ik geen autotechnicus ben, is het aannemelijk dat de buitentemperatuur de volgende effecten heeft op de safeRange: · Lage temperaturen: o De accucapaciteit neemt af, het opladen is minder volledig. o De elektrische kachel, achterruitverwarming, stuurverwarming en/of stoelverwarming verbruiken stroom. o In de winter wordt vaker met verlichting gereden. · Hoge temperaturen: o De accucapaciteit neemt toe, het opladen is meer volledig. o De airconditioning verbruikt stroom. o In de zomer wordt minder vaak met verlichting gereden. 3.1. Verband tussen safeRange en rnmiTemperature Onderstaande grafiek geeft het verband weer tussen rnmiTemperature (°C) en safeRange (km). De safeRange stijgt met toenemende rnmiTemperature en vlakt dan af. De variatie neemt toe bij hogere temperaturen. Bij temperaturen van 22,5 °C en hoger lijkt de safeRange iets te gaan dalen. Het verband tussen de rnmiTemperature en de safeRange is statistisch gezien zwak, slechts 25% van de variatie wordt verklaard door de rnmiTemperature (R-sq = 25,9%).

De stippellijnen in de grafiek geeft het gebied aan waarbinnen de waarnemingen worden verwacht.


22-9-2015

15/33

3.2. Effect van rnmiTemperatureClass op de safeRange In sommige analyses is teveel detail niet gewenst. De gemiddelde buitentemperatuur rnmiTemperature wordt hieronder in klassen (groepen) van 5 graden ingedeeld (binning). Het klassemidden wordt gepresenteerd. Voorbeeld: rnmiTemperature = 5,9 °C --> dit valt in klasse 5 tot 10 °C --> het klassemidden is 7,5 °C. In onderstaande grafiek zijn alle 1087 waarnemingen van de safeRange in groepen van rnmiTemperatureClass ingedeeld. Duidelijk is te zien dat de safeRange toeneemt met de temperatuur. Ook is te zien dat de ondergrenzen van de safeRange vrijwel stabiel blijven, maar dat de bovengrenzen oplopen. De variatie neemt dus toe met stijgende temperaturen. De oorzaak van deze stijgende variatie is mij onbekend.

De grafiek hieronder geeft alleen de gemiddelde safeRange per temperatuurklasse. De daling vanaf 22,5 °C kan duiden op het gebruik van de airconditioning. Er zijn echter nog weinig waarnemingen in dit temperatuurbereik om dit te staven.


22-9-2015

16/33

3.3. Effect van het seizoen op de safeRange In onderstaande grafiek zijn alle 1087 waarnemingen van de safeRange ingedeeld naar de seizoenen van het jaar. Duidelijk is te zien dat de Leaf beter presteert in de lente en de zomer dan in de herfst en de winter. Ook is te zien dat de ondergrenzen van safeRange vrijwel stabiel blijven, maar dat de bovengrenzen dalen. De variatie neemt dus af met de dalende temperatuur. De oorzaak van deze dalende variatie is mij onbekend.

Control Chart Builder Individual chart of safeRange season Spring

250

Summer

Autumn

Winter

200

150

100

50

0

0

108

216

324

432

540

648

756

864

972

1080

De grafiek hieronder geeft alleen de gemiddelde safeRange per seizoen.


22-9-2015

17/33

3.4. De klimatologische omstandigheden De rijcondities van de Leaf kunnen niet worden ingesteld, ik heb geen laboratorium waarbij de ideale omstandigheden kunnen worden gecreëerd. Om de effecten van de buitentemperatuur te kunnen positioneren is een overzicht nodig van de klimatologische omstandigheden. In onderstaande grafiek zijn alle ritten per rnmiTemperatureClass geteld. Het lijkt erop dat de klasse van 20..25 °C met 27 waarnemingen onevenredig weinig voorkomt omdat in juli 2014, i.v.m. een vakantie, de Leaf nauwelijks is gebruikt. Chart 400

350

300

250

200

150

100

50

0

-2.5

2.5

7.5

12.5

17.5

22.5

27.5

rnmiTemperatureClass

Omdat de periode van dit verslag geen complete jaargangen bestrijkt, zijn ook het aantal ritten per maand niet hetzelfde. De Leaf is in gebruik genomen op 29 november 2013 waardoor maand 12 (december) de gegevens bevat van 2013 en 2014, maar nog niet van 2015. Maand 11 bevat alleen de gegevens van november 2014. Dit heeft statistisch gezien een verwaarloosbaar effect op de analyseresultaten van de safeRange want per maand zijn intussen voldoende gegevens verzameld.


22-9-2015

18/33

4.

Analyse: de factor klimaatbeheersing

4.1. Effect van de klimaatbeheersing op de safeRange In onderstaande grafiek zijn alle 1087 waarnemingen van de safeRange in 2 groepen ingedeeld: de klimaatbeheersing staat uit of aan (climateOn is no of yes). In de winter kan de verwarming worden gebruikt, in de zomer de airconditioning. Duidelijk is te zien dat de Leaf beter presteert wanneer de klimaatbeheersing uit staat. Ook is te zien dat de ondergrenzen van safeRange vrijwel stabiel blijven, maar dat de bovengrens daalt bij het gebruik van de klimaatbeheersing. De oorzaak van deze dalende variatie is mij onbekend.

De grafiek hieronder geeft alleen de gemiddelde safeRange per status van de klimaatbeheersing.

Variability Chart for safeRange 120

100

80

60 n


y

climateOn

22-9-2015

19/33

De grafiek hieronder laat zien bij welke temperaturen de klimaatbeheersing wordt gebruikt (climateOn is no of yes). Op de horizontale X-as ziet u de temperatuur, op de Y-as het aantal ritten bij die temperatuur. Ik had verwacht dat ik alleen beneden een bepaalde temperatuur de verwarming aan zou zetten en alleen boven een bepaalde temperatuur de airconditioning. De temperaturen daartussen had ik verwacht geen klimaatbeheersing te gebruiken. Blijkbaar is het patroon in de praktijk toch grilliger en heeft het mogelijk iets te maken met mijn ervaring van de gevoelstemperatuur.

In de mozaïek grafiek hieronder is op de X-as het seizoen weergegeven en op de Y-as het relatieve aandeel dat de klimaatbeheersing wordt gebruikt. Nu is beter zichtbaar dat de verwarming in de herfst en de winter meestal aan staat. In de zomer wordt slechts spaarzaam gebruik gemaakt van de airconditioning.


22-9-2015

20/33

5.

Analyse: de factor snelheid

Bij het rijden op de snelweg is een gering verband gevonden tussen de maximum snelheid en de veilige actieradius. Ik had verwacht dat het verband groter zou zijn omdat bij een toenemende snelheid ook de rijweerstand sterk toeneemt en daarmee zou het energieverbruik ook sterk moeten toenemen. De gegevensverzameling omvat hieronder alleen de waarnemingen vanaf 100 km/uur, dit zijn 353 waarnemingen (32% van het aantal waarnemingen), cumulatief 13682 km (85% van het aantal gereden kilometers). Op de snelweg is de cruise control meestal ingesteld. 5.1. Histogram: safeRange (snelweg deelverzameling) De grafiek toont de safeRange op de snelweg, inclusief enkele statistische kentallen. Op de X-as ziet u de theoretisch haalbare afstanden in kilometer, op de Y-as ziet u hoe vaak bepaalde waarnemingen voorkomen (de frequentie). USL: LSL: N: Mediaan:

De upper specification limit is ingesteld op 199 km, dit is de specificatie in de folder. De lower specification limit is ingesteld op 140 km, dit was mijn aankoopspecificatie. Het aantal waarnemingen dat gebruikt is om de grafiek te tekenen. De belangrijkste centrummaat die het meest representatief is bij (rechts)scheve verdelingen. Van het aantal waarnemingen ligt 50% boven de mediaan en 50% eronder. Uitschieters hebben geen invloed op de mediaan.

Capability analyse (snelweg deelverzameling) Door middel van een capability analyse kan worden berekend hoe groot de kansen zijn op het bereiken van mijn aankoopspecificatie (140 km) en de specificatie in de folder (199 km). · De 140 km aankoopspecificatie (LSL = lower specification limit) wordt in 100 - 99,7 = 0,3% gerealiseerd. · De 199 km specificatie in de folder (USL = upper specification limit) wordt in 0,0% gerealiseerd.


22-9-2015

21/33

5.2. Effect van maxSpeed op de safeRange (snelweg deelverzameling) In onderstaande grafiek zijn alle 353 waarnemingen van de safeRange ingedeeld naar de maxSpeed op de snelweg. Het geeft een onduidelijk beeld over het effect van maxSpeed op de safeRange.

Control Chart Builder Individual chart of safeRange maxSpeed 150

100

105

110 115

120

125130

125

100

75

50

25

35

70

105

140

175

210

245

280

315

350

De grafiek hieronder geeft alleen de gemiddelde safeRange per maxSpeed. Het geeft een onduidelijk beeld over het effect van maxSpeed op de safeRange.


22-9-2015

22/33

Onderstaande grafiek geeft het verband weer tussen maxSpeed en safeRange. De variatie in safeRange is zo groot dat geen eenduidig patroon naar voren komt. Het verband tussen de maxSpeed en de safeRange is statistisch gezien zwak, slechts 4% van de variatie wordt verklaard door de maxSpeed (R-sq = 3,7%).

Bivariate Fit of safeRange By maxSpeed 140

120

100

80

60

40 100

105

110

115 maxSpeed

120

125

130

Linear Fit

Niet iedere maxSpeed komt even vaak voor. Onderstaande grafiek geeft de frequenties weer van de gereden snelheden. Dit heeft statistisch gezien een verwaarloosbaar effect op de analyseresultaten van de safeRange want per maxSpeed zijn intussen voldoende gegevens verzameld.


22-9-2015

23/33

5.3. Effect van rnmiTemperature en maxSpeed op safeRange De grafieken hieronder betreffen weer alle 1087 ritten op alle snelheden, zowel in de stad als op de snelweg. De contourplot met 3 variabelen (safeRange - maxSpeed - rnmiTemperatureClass) laat het verband zien tussen de 3 variabelen. De kleuren in de grafiek geven de safeRange schaalverdeling aan: rood geeft een kleine safeRange aan, groen een grote safeRange. Het verband tussen de 3 variabelen is nu als volgt: · kleine safeRange (rood): voornamelijk bij lage temperaturen · grote safeRange (groen): voornamelijk bij hoge temperaturen en lage snelheden Contour Plot for safeRange safeRange 130

< 70.0 < 83.3

120

< 96.7 < 110.0 >= 110.0

110 100 90 80 70 60 50 -5

0

5

10 15 rnmiTemperatureClass

20

25

30

In de grafiek hieronder worden de safeRange waarnemingen opgedeeld in rnmiTemperatureClass en daarbinnen weer op maxSpeed. Binnen de afzonderlijke temperatuurklassen is het effect van de maximum snelheid beter waarneembaar: de safeRange laat een dalende trend zien bij een stijgende maxSpeed.


22-9-2015

24/33

6.

Overige bevindingen

6.1. Ritlengte en aantal ritten per dag Er is geen significant verband gevonden tussen de veilige actieradius en het aantal ritten per dag of de lengte van een rit. Korte ritten zijn bij verbrandingsmotoren niet bevorderlijk voor het brandstofverbruik (de motor koelt dan af en moet weer opwarmen hetgeen extra energie kost). De elektrische Nissan Leaf heeft hier vermoedelijk een voordeel. 6.2. Dashboard actieradius indicator Op het dashboard zit een indicator die de actieradius voorspelt. Het is een berekening die is gebaseerd op de rijstijl van de vorige ritten (vorige acculading). Laad ik de accu op na een lange rit op de snelweg dan valt de berekening extra laag uit en vormt dit geen voorspeller voor toekomstige stadsritten. Tip: vermenigvuldig de waarde van de indicator met 0,8 om een gemiddeld goede voorspelling te maken. Toelichting: op het dashboard van de Nissan Leaf wordt veel ruimte gebruikt om de status van het elektrische systeem weer te geven. Links: de temperatuur van de accu. Midden boven: het vermogen dat wordt opgenomen tijdens het rijden of teruggeleverd tijdens het afremmen. Rechts: de acculading (de accu is vol) en de indicator die voorspelt hoeveel nog gereden kan worden (127 km).

De foto hierboven is een foto van de Nissan website. Merk op dat dit een nieuwe auto betreft (82 km op de teller), dat de dagteller op 1,6 km staat, de accu vol is en de indicator nog maar 127 km aangeeft. In werkelijkheid is de schatting 127 * 0,8 = 101,6 km. Ook dit getal is in overeenstemming met de bevindingen in dit rapport.


22-9-2015

25/33

6.3. Afrondingsfouten De Carwings boardcomputer downloads hebben een nauwkeurigheid van 1 decimaal. Dit geeft soms aantoonbare afrondingsfouten in de tabel met meetgegevens. Ook grafieken laten dit zien: de scatterplot hieronder geeft "horizontale strepen" en "verticale open gaten" als indicator dat de safeRange variatie is ingeperkt door afrondingsfouten. Bivariate Fit of safeRange By rnmiTemperature

Toelichting: bij een groot aantal waarnemingen zullen de positieve en negatieve afrondingsfouten elkaar opheffen. Dit heeft derhalve geen effect op de uitkomsten in dit rapport.

250

200

Binnen een Meet Systeem Analyse (MSA) is dit een indicator dat de resolutie van het meetinstrument ontoereikend is.

150

100

50

0 0

5

10 rnmiTemperature

15

20

25

Polynomial Fit Degree=2

6.4. Tips voor Nissan · Upload de Carwings meetgegevens in 2 cijfers achter de komma. · Upload ook meetgegevens over het energieverbruik van de accessoires (elektrische kachel, achterruitverwarming, stuurverwarming en stoelverwarming, airconditioning, verlichting, stereo). · Maak de Brake Drive vast instelbaar (dit geeft meer teruglevering van energie bij het afremmen op de motor, nu moet dit steeds handmatig worden geselecteerd). · Breng snel een 40 kWh accu op de markt en geef bestaande Leaf eigenaren de optie om tegen gunstige condities de accu te laten opwaarderen. Ik ben als koper van deze auto een "early adopter" en wil beloond worden voor mijn vroegtijdige aanschaf. Een "Leaf Met Update" programma kan commercieel zelfs zeer positief uitpakken omdat de schroom van de "Early Majority" wordt weggenomen waardoor zij massaal tot aanschaf zullen overgaan.


22-9-2015

26/33

7.

Bijlage: de gegevensverzameling

7.1. Introductie De Nissan Leaf Carwings boardcomputer stuurt na iedere rit enkele kerngegevens naar de Nissan Portal, zoals de afgelegde afstand en het energieverbruik. De gegevens kunnen door de eigenaar worden gedownload. Dankzij deze automatische gegevensverzameling is dit rapport heel gedetailleerd geworden. De gegevens werden aangevuld met relevante berekeningen (zoals de berekening van de maximale actieradius bij een volle accu) en externe gegevensverzamelingen (bijvoorbeeld de gemiddelde dagtemperatuur van het meteorologisch instituut). De analyses zijn conform de Six-Sigma methodologie uitgevoerd met behulp van het statistische softwarepakket SAS JMP 12. Binnen dit rapport is d.m.v. visualisaties gestreefd naar relatieve eenvoud om de kern weer te geven. In de achtergrond zijn veel meer analyses uitgevoerd. Literatuur · Implementing Six-Sigma - Forrest Breyfogle - ISBN 0471265721 (Engels) · Lean Six-Sigma Orange Belt - Paul Willockx - ISBN 9789461071118 (Nederlands) · Lean Six-Sigma Yellow Belt - Paul Willockx - ISBN 9789461070951 (Nederlands) · http://en.wikipedia.org/wiki/New_European_Driving_Cycle · http://en.wikipedia.org/wiki/United_States_Environmental_Protection_Agency 7.2. Nissan Carwings gegevensverzameling De Nissan Leaf Carwings boardcomputer upload per rit enkele gegevens. Nissan verzamelt wereldwijd deze gegevens om het product te analyseren en te verbeteren. Procedure Carwings data-acquisitie · Login bij het [You + Nissan] portal met het persoonlijke account. · Selecteer [rijgeschiedenis]. · Selecteer [auto gegevens] en [energie-informatie]. · Selecteer de maand (er is slechts 2 maanden online beschikbaar, de historie wordt gewist). · Scroll naar beneden, klik op [tabel downloaden], bewaar het CSV bestand.


22-9-2015

27/33

Beschrijving van de Carwings gegevensverzameling NISSAN UPLOAD date (dd-mm-yyyy) tripsPerDay (N) kwhConsumption (kWh)

kwhGeneration (kWh) kwhBalance (kWh)

TOELICHTING De datum van de waarneming. Rit volgnummer. Iedere rit binnen dezelfde datum krijgt een uniek volgnummer. Het totale energieverbruik van de auto in kWh en bestaat uit o.a.: · De tractiemotor tijdens het rijden. · Het elektrisch remsysteem. · De elektrische verwarming, airconditioning, blower, verwarmde stoelen, verwarmd stuur, verlichting en audio installatie. · Beneden de -17 graden Celsius wordt de accu verwarmd om bevriezing te voorkomen. · In de winter kan de auto d.m.v. een app op een smartphone op afstand worden voorverwarmd en kunnen de ruiten worden ontdooid (dit is slechts zeer zelden toegepast). De teruggeleverde energie aan de accu door de elektromotor. Wanneer de auto op de motor afremt (i.p.v. met het rempedaal) werkt de motor als een generator en levert energie terug aan de accu. Anticiperen in het verkeer en afremmen op de motor verhoogt de actieradius van de auto. Het netto energieverbruik per rit. De teruggeleverde energie door het afremmen op de motor verlaagt het totale energieverbruik. kwhBalance = kwhConsumption - kwhGeneration

rangePerTrip (km) kwhBalancePer100km (kWh / 100 km)

De afgelegde afstand per rit. Iedere keer dat de Nissan Leaf wordt aangezet wordt informatie over de vorige rit geüpload, ook als de auto even wordt aangezet en er niet wordt gereden (de afgelegde afstand is dan 0 km). Het totale energieverbruik per 100 km. De kwhBalancePer100km wordt door de Nissan Leaf berekend. Deze uitkomst omvat ook de teruggeleverde energie van de elektromotor. kwhBalancePer100km = (kwhBalance / rangePerTrip) * 100

co2Reduction (kg)

De hoeveelheid bespaarde hoeveelheid CO2 per rit t.o.v. een verbrandingsmotor.

Beschrijving van de eigen Carwings aanvullingen De Carwings gegevens zijn aangevuld met relevante berekeningen (zoals de berekening van de maximale actieradius bij een volle accu) en externe gegevensverzamelingen (bijvoorbeeld de gemiddelde dagtemperatuur van het meteorologisch instituut).

EIGEN BEREKENINGEN kwhPer100km (kWh / 100 km)

TOELICHTING Het zuivere energieverbruik per 100 km. Deze berekening wordt toegepast bij de analyse van het zuivere energieverbruik, dus zonder de teruggeleverde energie door het afremmen op de motor. kwhPer100km = (kwhConsumption / rangePerTrip) * 100

rangeClass (km)

Het klassemidden van de afgelegde afstand per rit. In sommige analyses is teveel detail niet gewenst. De afgelegde afstand rangePerTrip wordt in klassen (groepen) van 5 km ingedeeld (binning). Het klassemidden wordt gepresenteerd. Voorbeeld: rangePerTrip = 48,2 km --> dit valt in klasse 45 tot 50 km --> het klassemidden is 47,5 km.

safeRange (km)

De theoretisch veilige afstand die kan worden afgelegd, zonder de "reserve" energie van de accu aan te spreken. Het energieverbruik gedurende 1 rit is (onder gelijkblijvende condities) een voorspeller voor de afstand die kan worden afgelegd bij een volle accu. De energiecapaciteit van de accu bedraagt 24 kWh maar er is ± 19 kWh beschikbaar om te rijden: · safeRange: ± 15 kWh normaal beschikbare energie · spareRange: ± 4 kWh reserve-energie De auto waarschuwt in 3 stadia dat de accu leeg raakt en moet worden opgeladen. In het laatste stadium wordt zelfs de maximum snelheid teruggebracht (de Leaf staat dan in "turtle" modus). Als de reserve-energie is verbruikt stopt de auto. Het is gevaarlijk voor uzelf en uw medeweggebruikers om de reserve-energie te verbruiken. · maxRange: maximale afstand = veilige afstand + reserve afstand. · In de berekeningen wordt rekening gehouden met de teruglevering van energie door de tractiemotor (afremmen op de motor geeft energie terug aan de accu). · De Nissan Leaf houdt een eigen veiligheidsmarge achter voor de werking van kritieke systemen zoals het elektrische remsysteem. Deze veiligheidsmarge is niet beschikbaar om te rijden.


22-9-2015

28/33

De safeRange kan met de beschikbare gegevens op verschillende manieren worden berekend. 1) safeRange = 15 kWh / ((kwhConsumption - kwhGeneration) / rangePerTrip) 2) safeRange = 15 kWh / (kwhBalance / rangePerTrip) 3) safeRange = (15 kWh / kwhBalancePer100km) * 100

spareRange (km)

Door afrondingsfouten binnen de Carwings boardcomputer is een verschil aangetroffen met variant 3. Er is gekozen voor formule 1 omdat deze is gebaseerd op enkelvoudige ruwe gegevens (kwhConsumption, kwhGeneration en rangePerTrip) zonder berekeningen van de Carwings boardcomputer. De afrondingsfout in de variabele kwhBalancePer100km wordt in de 3e formule door de factor 100 zelfs nog verder versterkt. De keuze voor formule 1 vermindert het effect dat fouten in numerieke berekeningen in de tijd steeds groter worden (literatuurverwijzing: de Chaostheorie, de anekdote van de vlinder en de orkaan). De theoretische afstand die kan worden afgelegd op de "reserve" energie van de accu. Als de reserve-energie is verbruikt stopt de auto. Het is gevaarlijk voor uzelf en uw medeweggebruikers om de reserve-energie op te gebruiken. De spareRange kan op verschillende manieren worden berekend. 1) spareRange = 4 kWh / ((kwhConsumption - kwhGeneration) / rangePerTrip) 2) spareRange = 4 kWh / (kwhBalance / rangePerTrip) 3) spareRange = (4 kWh / kwhBalancePer100km) * 100

maxRange (km)

Door afrondingsfouten binnen de Carwings boardcomputer is een behoorlijk verschil aangetroffen met variant 3. Er is gekozen voor formule 1, zie hiervoor. De theoretische afstand die kan worden afgelegd inclusief de "reserve" energie van de accu. Het is gevaarlijk voor uzelf en uw medeweggebruikers om de reserve-energie op te gebruiken. maxRange = safeRange + spareRange

newkwhBalance (kWh)

Om de afrondingsfouten binnen de Carwings boardcomputer te laten zien wordt de Carwings variabele kwhBalance nagerekend. De volgende formule is gebruikt: newkwhBalance = kwhConsumption - kwhGeneration

newkwhBalancePer100km (kWh / 100 km)

Om de afrondingsfouten binnen de Carwings boardcomputer te laten zien wordt de Carwings variabele kwhBalancePer100km nagerekend. De volgende formule is gebruikt: newkwhBalancePer100km = (kwhBalance / rangePerTrip) * 100

newSafeRange

Om de afrondingsfouten binnen de Carwings boardcomputer te laten zien wordt een Carwings variabele nagerekend. De volgende formule is gebruikt: variant 3) newSafeRange = (15 kWh / kwhBalancePer100km) * 100


22-9-2015

29/33

7.3. KNMI dataverrijking Om het effect van de factor "buitentemperatuur" te bestuderen is bij iedere rit de gemiddelde dagtemperatuur van het KNMI toegevoegd aan de gegevensverzameling (de RNMI afkorting in de namen van variabelen staat voor Royal Netherlands Meteorological Institute). Procedure KNMI data-acquisitie · URL: http://www.knmi.nl/klimatologie/daggegevens/selectie.cgi · Selecteer kolom TG (gemiddelde dagtemperatuur). · Selecteer weerstation 260 (De Bilt). · Download de gegevens van 1 maand, bewaar het CSV bestand. · Match de rnmiDate met de Carwings datum van een rit. Plaats de dagtemperatuur van die rit in de tabel. Beschrijving KNMI data VARIABELE rnmiDate (dd-mm-yyyy) rnmiTemperature (° Celsius) rnmiRoundTemperature rnmiTemperatureClass

TOELICHTING De datum van de buitentemperatuur die is gematcht met de datum van een rit. De gemiddelde buitentemperatuur van het etmaal. De gemiddelde buitentemperatuur, afgerond op het dichtstbijzijnde gehele getal. Het klassemidden van de gemiddelde buitentemperatuur. In sommige analyses is teveel nauwkeurigheid niet gewenst. De gemiddelde buitentemperatuur rnmiTemperature wordt in klassen (groepen) van 5 graden ingedeeld (binning). Het klassemidden wordt gepresenteerd. Voorbeeld: rnmiTemperature = 5,9 °C --> dit valt in klasse 5 tot 10 °C --> het klassemidden is 7,5 °C.

month season

Het maandnummer van de rnmiDate. Dit is handig om bijvoorbeeld "alle verbruiksgegevens van december" te selecteren voor nader onderzoek. Het seizoen van de rnmiDate in Nederland. Dit is handig om bijvoorbeeld alle verbruiksgegevens van "zomer" te selecteren voor nader onderzoek. Definitie van de astronomische jaargetijden (gebaseerd op het begrip "equinox", het tijdstip in het jaar waarop de zon loodrecht boven de evenaar staat): · Lente begint op 20 maart · Zomer begint op 21 juni · Herfst begint op 22 september · Winter begint op 21 december


22-9-2015

30/33

7.4. Handmatig verzamelde gegevens per laadbeurt De Nissan Leaf Carwings boardcomputer upload per rit slechts een beperkte hoeveelheid gegevens. Om meer grip te krijgen op de variatiebronnen was het nodig om handmatig ontbrekende gegevens te verzamelen, bijvoorbeeld de gereden maximum snelheid. De gegevens zijn verzameld per laadbeurt, dus niet per rit. Eén laadbeurt omvat veel kleine ritten of een enkele lange rit. Hierdoor is een zekere onnauwkeurigheid aanwezig, maar u moet het zien als een poging om meer inzicht te verkrijgen. In de meetperiode van december 2013 t/m juli 2015 zijn 1087 ritten genoteerd door de Carwings boardcomputer (automatische datacollectie) en 202 laadbeurten (handmatige datacollectie). Procedure handmatige data-acquisitie · Noteer ná het opladen en vóór de eerste rit de volgende gegevens: o chargeDate o batteryFull o fastCharger o batteryStart · Noteer vlak voor het opladen de volgende gegevens: o batteryEnd o batteryRange o manualTemperature o maxSpeed o climateOn o ecoDrive o standardRoute o Reset de dagteller · Instellingen op het dashboard die van invloed zijn bij het verzamelen van gegevens: o In de winter staat de verwarming altijd aan (buitentemperatuur < 15 °C). o In de zomer staat de airconditioning altijd aan (buitentemperatuur > 22 °C). o De blower staat altijd aan. Beschrijving handmatig verzamelde gegevens per laadbeurt VARIABELE chargeDate (dd-mm-yyyy) batteryFull (y / n) fastCharger (y / n) batteryStart (km)

batteryEnd (km)

batteryUsage (km)

TOELICHTING De startdatum van een serie ritten na het opladen van de accu. Is de accu vol opgeladen of niet? Opladen thuis ('s-nachts) zorgt ervoor dat de accu 100% wordt opgeladen. Bij snelladers onderweg wordt de accu in 30 minuten tot maximaal 80% opgeladen. Is de accu met een snellader opgeladen? Indicator op het dashboard, ruwe schatting van de actieradius direct na opladen. Het display op het dashboard geeft aan hoeveel kilometers gereden kan worden. Dit is slechts een ruwe schatting die de Nissan Leaf geeft. In de winter staat de elektrische verwarming aan tijdens het aflezen van batteryStart want dit geeft een daling van het aantal kilometers dat verreden kan worden. Indicator op het dashboard, ruwe schatting van de overgebleven actieradius. Bij een laag energieniveau begint de Nissan Leaf te waarschuwen. Vanaf de 2e waarschuwing (kritiek niveau, nog enkele kilometers beschikbaar) verandert dit display in "- - -". In de gegevensverzameling wordt deze toestand ingegeven als 0 km. Ruwe schatting van het aantal verreden kilometers. Deze schatting wordt vergeleken met de stand van de dagteller. batteryUsage = batteryStart - batteryEnd

batteryRange (km) batteryProportion

De werkelijk verreden hoeveelheid kilometers, bepaald via de dagteller. De verhouding van batteryUsage (ruwe schatting) t.o.v. de batteryRange (dagteller). Dit geeft aan hoe nauwkeurig de Nissan Leaf de overgebleven actieradius kan schatten. batteryProportion = batteryRange / batteryUsage

manualTemperature (° C)

De geschatte gemiddelde buitentemperatuur over alle ritten binnen een acculading.


22-9-2015

31/33

maxSpeed (km / uur)

De maximaal gereden snelheid binnen een acculading. De gereden maximum snelheid wordt meestal ingesteld via de cruise control. Bij een acculading met stadsritten en ritten op de snelweg wordt de snelheid op de snelweg aangehouden. Deze maximum snelheid wordt planmatig ingesteld om deze factor goed te bestuderen. Ruwe schatting van de voorspelde maximum actieradius. Op basis van de verhouding batteryUsage en batteryRange wordt geschat hoeveel km's de auto kan rijden op een volle accu.

batteryMaxRange (km)

batteryMaxRange = batteryStart * batteryProportion climateOn (y / n) ecoDrive (y / n) standardRoute (code)

Staat de verwarming of airconditioning aan? Wordt er in de eco stand gereden? Naam van de standaardroute. Om de variatie nader te bestuderen zijn een aantal standaardroutes gedefinieerd (stratificatie van gegevens). · stratum1: vaste korte stadsrit van huis naar het station en terug, ongeveer 5 km · stratum2: vaste testrit op de snelweg, 77,8 km, constante snelheid via cruise control · stratum0: alle overige ritten Ruimte voor opmerkingen, zoals de waarschuwingen voor lage batterijspanning

remarks (tekst) exclude (y / n)

Is de waarneming uitgesloten? Enkele waarnemingen zijn uit de gegevensverzameling verwijderd omdat er een aanwijsbare oorzaak te vinden is die de analyse zal verstoren. Zie hierna. In dit rapport worden alleen waarnemingen geanalyseerd waarvoor geldt: exclude = 0. Omschrijving van de oorzaak van uitsluiting van een record.

excludeCause (tekst)

7.5. Verbetering van de datakwaliteit In de gegevensverzameling zitten een paar bekende onnauwkeurigheden die de analyses verstoren. Via een aantal plausibiliteitregels wordt de datakwaliteit verbeterd. Correcties op onnauwkeurigheden bij handmatig verzamelde gegevens De handmatig verzamelde gegevens betreffen steeds een hele acculading. De volgende correcties worden uitgevoerd: · IF rangePerTrip = 0 km THEN maxSpeed = 0 km/uur · IF rangePerTrip = 0 km THEN kwhBalancePer100km = 0 · IF ((rangePerTrip > 0 km) AND (rangePerTrip <= 5 km)) THEN maxSpeed = 50 km/uur · IF ((rangePerTrip = 2,4 km) OR (rangePerTrip = 2,5 km)) THEN stratumID = "stratum1" Carwings uitsluitingen De volgende records werden niet meegenomen in de analyses. Uitsluitingregel

Frequentie

Oorzaak

rangePerTrip = 0

44x

kwhConsumption = 0 safeRange = 0 uitschieters

6x 3x 3x

De Nissan Leaf registreert ook een "rit" als je hem aanzet om even te kijken hoeveel energie nog aanwezig is in de accu. De afgelegde afstand is dan nul. Oplossing: de hoeveelheid energie opvragen via de smartphone app. Een afrondingsfout in de Carwings boardcomputer. Een afrondingsfout in de Carwings boardcomputer. · 1x kwhPer100km van 100 is absurd, rekenfoutje van de Carwings boardcomputer? · 1x trip met maxSpeed van 150 km/uur · 1x negatieve batteryUsage (dit kan niet, afrondingsfout)


22-9-2015

32/33

7.6. Transparantie en beschikbaarheid van de SAS JMP data Alle analyses in dit rapport zijn gemaakt met het statistische pakket SAS JMP. In het kader van de transparantie is de data beschikbaar, maar om te voorkomen dat ik veel tijd moet besteden aan het beantwoorden van vragen zullen de SAS JMP werkbladen alleen beschikbaar worden gesteld aan de volgende partijen: · Nissan. · Onderzoekers die met dit onderwerp bezig zijn. · Six-Sigma Green Belts en Black Belts (of vergelijkbaar Bachelor niveau in statistiek). Vanzelfsprekend dient u het SAS JMP softwarepakket beschikbaar te hebben om de bestanden te kunnen openen. Ter verificatie van uw CV kunt u contact met mij zoeken op LinkedIn en mij een kopie van de gegevensverzameling vragen. Het copyright van de gegevensverzameling blijft exclusief bij mij. U mag geen delen van deze data gebruiken in eigen commerciële producten/services/publicaties/trainingen. Tips, opmerkingen en suggesties zijn altijd van harte welkom.

TQMmaster® Paul P.M. Willockx MSc. Website: www.TQMmaster.nl Contact: nissan [at] TQMmaster.nl LinkedIn: http://nl.linkedin.com/in/paulwillockx


22-9-2015

33/33

Mijn Nissan Leaf Tekna zero emission Electric Vehicle (EV) Statistische Verkenning

Recommend Documents