EPA: Definition, Durchführung und Einflussfaktoren

Der EPA-Verbrauch ist neben WLTP und NEFZ ein von der US-Umweltschutzbehörde festgelegtes Testverfahren, das den Energieverbrauch von Fahrzeugen misst. Für Elektroautos ist dieser Wert besonders relevant, da er direkte Auswirkungen auf die Reichweite von e-Autos hat. Wie genau wird dieser Verbrauch ermittelt und was bedeutet das für den Endverbraucher? 

Volle Ladung Wissen zu EPA auf einen Blick

• Die US-Umweltschutzbehörde (EPA) misst den Energieverbrauch und die Reichweite von E-Autos.
• Die Tests finden in einer kontrollierten Laborumgebung unter standardisierten Bedingungen statt.
• Das Fahrzeug durchläuft verschiedene Zyklen, darunter den Urban Dynamometer Driving Schedule für städtisches Fahren und den Highway Fuel Economy Driving Schedule für Autobahnfahrten.
• Um die Ergebnisse realitätsnäher zu gestalten, korrigiert die EPA die Testergebnisse mit einem Faktor von 0,7.
• Die EPA berücksichtigt auch jene Verluste, die beim Laden des Fahrzeugs auftreten können.  

Was ist EPA?

Die Environmental Protection Agency (EPA) ist die US-Umweltschutzbehörde, die sich mit einer Vielzahl von Umweltthemen befasst, von der Luft- und Wasserqualität bis hin zu chemischen Sicherheitsstandards. Seit ihrer Gründung im Jahr 1970 hat die sie Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren getestet, um sowohl die Umweltauswirkungen zu bewerten als auch den Verbrauchern klare Informationen über den Kraftstoffverbrauch zu geben.  

Auch für E-Auto-Fahrer misst die Behörde den Energieverbrauch und die zu erwartende Reichweite. Dabei werden verschiedene Faktoren berücksichtigt: Von der Art und Weise, wie das Fahrzeug geladen wird, bis hin zu den spezifischen Fahrbedingungen, unter denen es getestet wird.

Was sagt der EPA-Verbrauch für Elektroautos aus?

Der gemessene Wert wird in MPGe (Miles Per Gallon Equivalent) ausgedrückt und berücksichtigt sowohl den direkten Energieverbrauch des Fahrzeugs als auch mögliche Ladeverluste. Diese entstehen durch die Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom. So soll ein realistisches Bild des Energiebedarfs geboten werden.

Die EPA führt ihre Messungen unter standardisierten und kontrollierten Bedingungen durch, um eine Vergleichsbasis zu schaffen. Allerdings entsprechen die gemessenen Werte nicht immer dem tatsächlichen Verbrauch. Individueller Fahrstil (z. B. aggressives Fahren oder häufiges Beschleunigen und Abbremsen), Wetterbedingungen oder Straßenverhältnisse tragen dazu bei, dass es zu diesen Diskrepanzen kommt. In einigen Fällen, wie beim Porsche Taycan, wurde festgestellt, dass das Fahrzeug im realen Einsatz sogar besser abschneidet als in den EPA-Tests angegeben.

Side Fact:
MPGe zeigt uns, wie weit ein Elektroauto mit der gleichen Energiemenge fahren kann, die in einem Gallon Benzin steckt. Es ist wie ein Vergleich, um zu sehen, wie sparsam ein Elektroauto im Vergleich zu einem normalen Auto mit Benzin ist. 

Ist die Angabe der  Reichweite eines E-Autos realistisch?

Es ist hinlänglich bekannt, dass es Unterschiede zwischen der vom Hersteller angegebenen Reichweiter, der der EPA und der tatsächlichen Reichweite von E-Autos im Alltag gibt. Eine Studie analysierte tausende Teslas und zeigte, dass nicht immer die Auswirkungen von Temperatur und Fahrverhalten berücksichtigt wurden. Bei unter 30 °F (ca. -1 °C) hatte beispielsweise das Tesla Model Y eine durchschnittliche Reichweite von etwa 45 % der EPA-Schätzung. Bei wärmeren Temperaturen verbesserte sich der Wert.

Unterschiede zu anderen Ländern

Die Art und Weise, wie die Reichweite von Elektrofahrzeugen gemessen wird, ist weltweit betrachtet unterschiedlich. Während die EPA-Tests in den USA als relativ genau gelten, sind die WLTP-Angaben in Europa in der Regel unrealistischer und zeigen oft Werte, die etwa 22 % höher sind als die der EPA. Das europäische NEFZ-Testverfahren ist sogar noch optimistischer und zeigt Reichweiten, die etwa 35 % höher sind im Vergleich zur EPA. 

Diese Faktoren beeinflussen die EPA-Reichweite  

Die Reichweite eines Elektrofahrzeugs kann durch verschiedene Faktoren beeinflusst werden:

• Höhere Geschwindigkeiten, insbesondere über 105 km/h. Bei 121 km/h kann man beispielsweise einen Verlust von etwa 15 % erwarten.
• Gegenwind, welcher den Widerstand des Fahrzeugs erhöht.
• Mehr Passagiere und Gepäck sorgen für mehr Gewicht.
• Abgenutzte Reifen oder schlechte Straßenbedingungen. Auch der Reifendruck spielt eine Rolle: Unterfüllte Reifen sind weniger effizient.
• Temperaturen unter 10 °C. Bei unter -1 °C wird der Reichweitenverlust deutlicher.
• Die Nutzung der Heizung im Winter oder der Klimaanlage im Sommer erhöhen den Energieverbrauch.
• Mit der Zeit verliert der Akku an Kapazität. Im Durchschnitt erleben Elektrofahrzeuge einen Verlust von etwa 2 % pro Jahr.

Was davon berücksichtigt die EPA?

Die Tests simulieren verschiedene Geschwindigkeiten, darunter Stadtverkehr und Autobahnfahrten, um ein realistisches Bild des Energieverbrauchs bei unterschiedlichem Tempo zu erhalten. Temperaturschwankungen werden ebenfalls berücksichtigt: Es gibt spezielle Testzyklen für kalte und warme Bedingungen, um zu sehen, wie sich die Reichweite verändert. Die Nutzung von Heizung und Klimaanlage wird ebenfalls beachtet, da diese Systeme den Energieverbrauch beeinflussen. 

Der Testablauf bei Elektroautos

Die EPA führt Tests mit Elektroautos auf einem sogenannten Dynamometer durch. Dabei wird das Fahrzeug auf Rollen positioniert, wodurch es in der Lage ist, zu fahren, ohne sich physisch fortzubewegen. Während dieses Prozesses durchläuft das Auto unterschiedliche Testzyklen, die diverse Fahrsituationen nachstellen. Diese setzen sich aus Urban Dynamometer Driving Schedule (UDDS) und Highway Fuel Economy Driving Schedule (HWFET) zusammen:

1. UDDS-Zyklus für Stop and Go

Der Zyklus simuliert Stadtfahrten im Stop-and-Go-Rushhour-Verkehr. Er beinhaltet eine Vielzahl von Stopps, Beschleunigungen und Bremsmanövern, um den typischen Stadtverkehr nachzubilden. Die Durchschnittsgeschwindigkeit während dieses Zyklus liegt bei etwa 34 km/h.

2. HWFET-Zyklus für schnelles Fahren

Dieser Zyklus repräsentiert eine Mischung aus Landstrecken und Autobahnfahren. Er simuliert längere Strecken bei höheren, konstanten Geschwindigkeiten, wie sie typischerweise auf Autobahnen vorkommen. Das Fahrzeug wechselt dabei zwischen verschiedenen Geschwindigkeiten im Bereich von 48 bis 97 km/h. Die Durchschnittsgeschwindigkeit während dieses Zyklus beträgt etwa 78 km/h. Die Räder kommen erst am Ende des Tests zum Stillstand.

3. Bewertung der Reichweite

Zur Bestimmung der Reichweite von Elektrofahrzeugen wird das Multi-Cycle City / Highway Testverfahren angewendet. Hierbei wird das Auto vollständig geladen, über Nacht abgestellt und am darauffolgenden Tag auf den Dynamometer gesetzt. Das E-Auto absolviert mehrere UDDS- und HWFET-Zyklen, bis der Akku gänzlich leer ist. Währenddessen erfasst der Dynamometer die gefahrenen Meilen, um anschließend eine Reichweitenangabe zu bestimmen.

Da im kontrollierten Laborumfeld nicht alle Faktoren berücksichtigt werden können, die im echten Straßenverkehr zu Beeinflussungen führen, korrigiert die EPA die vorläufigen Werte aus den Tests mit dem Faktor 0,7, um eine realitätsnähere Einschätzung zu gewährleisten. Dieser Wert basiert auf Erfahrungswerten der EPA, dass die Reichweite in den Tests in der Regel um 30 % höher geschätzt wird, als sie eigentlich ist.

Side Fact:
Im Unterschied zu anderen Testmethoden berücksichtigt die EPA auch die während des Ladevorgangs auftretenden Verluste. Nach Abschluss des Tests wird das Fahrzeug erneut vollständig geladen. Dabei wird genau gemessen, welche Strommenge am Ende herauskommt. Anbei ein kleiner Vergleich der Daten je nach Fahrverhalten:

1. Stadt: Stadtfahrten in Stop-and-Go-Rushhour-Verkehr
2. Highway: Mischung aus ländlichem und Autobahnfahren
3. Hohe Geschwindigkeit: Stadt- und Autobahnfahren bei höheren Geschwindigkeiten mit aggressiverem Beschleunigen und Bremsen.