Equivalente en millas por galón de gasolina

La Ley de Combustibles Alternativos para Motores (AMFA), promulgada en 1988 ^{[ 15 ],} ofrece incentivos de Economía de Combustible Media Corporativa (CAFE) para la fabricación de vehículos de combustible alternativo (AFV) que funcionan con etanol , metanol o gas natural , ya sea exclusivamente o en combinación con gasolina o diésel. Estos vehículos de combustible dual también se conocen como vehículos de combustible flexible (FFV). Para incentivar el uso generalizado de estos combustibles y promover la producción de AFV y FFV, la AMFA otorga créditos CAFE a los fabricantes de AFV/FFV, lo que les permite aumentar los niveles generales de economía de combustible de su flota para cumplir con los estándares CAFE. ^{[ 16 ] [ 17 ]}

A partir de 1993, los fabricantes de AFV calificados pueden mejorar su estimación CAFE calculando el promedio ponderado de la economía de combustible cuando operan con combustible convencional (gasolina y diésel) y cuando operan con combustibles alternativos. ^{[ 16 ] : 9–10} AMFA proporciona los siguientes factores de equivalencia basados ​​en el contenido energético: ^{[ 15 ] : §513}

• 1  galón (de alcohol) = 0,15  galones (de gasolina)
• 100  pies ^cúbicos (gas natural) = 0,823  galones equivalentes (gas natural)
  • 1  galón equivalente (gas natural) = 0,15  galones (gasolina)

Un vehículo de combustible alternativo (AFV) dedicado que funcione exclusivamente con alcohol dividiría la economía de combustible del alcohol por el factor de equivalencia energética de 0,15. Como ejemplo, un AFV dedicado que logra  una economía de combustible de 15 mpg mientras funciona con alcohol tendría un CAFE calculado de la siguiente manera: ^{[ 16 ] : 10}

${\displaystyle FE_{alcohol}={\frac {1}{0.15}}\cdot (15\,mpg_{alc})=100\,mpg_{equiv}}$

Para los FFV, se asume que los vehículos funcionarían el 50% del tiempo con combustible alternativo y el 50% del tiempo con combustible convencional, lo que resulta en una economía de combustible basada en un promedio armónico de combustible alternativo y combustible convencional. Por ejemplo, para un modelo alternativo de combustible dual que alcanza 15 millas por galón funcionando con combustible de alcohol y 25  mpg con combustible convencional, el CAFE resultante sería: ^{[ 16 ] : 10}

${\displaystyle FE_{combustible dual}=\left[{\frac {0.5}{25\,mpg_{convencional}}}+{\frac {0.5}{100\,mpg_{equivalente\,alc}}}\right]^{-1}=40\,mpg_{equivalente\,combinado}}$

El cálculo del consumo de combustible para vehículos de gas natural es similar. Para los fines de este cálculo, el consumo de combustible es igual al promedio ponderado del consumo de combustible al operar con gas natural y al operar con gasolina o diésel. AMFA especifica que el contenido energético de 100 pies cúbicos de gas natural es igual a 0.823 galones equivalentes de gas natural, y se considera que la equivalencia de galones de gas natural tiene un contenido de combustible, similar al de los combustibles de alcohol, igual a 0.15 galones de combustible. Por ejemplo, bajo esta conversión y equivalencia de galones, un vehículo de gas natural que alcanza 25 millas por cada 100 pies cúbicos de gas natural tendría un valor CAFE como sigue: ^{[ 16 ] : 10}

${\displaystyle FE_{nat.gas}={\frac {1}{0.15}}{\frac {gal_{nat.gas}}{gal_{gasoline}}}\cdot \left[\left({\frac {25\,mi}{100\,ft_{nat.gas}^{3}}}\right)\cdot \left({\frac {100\,ft_{nat.gas}^{3}}{0.823\,gal_{nat.gas}}}\right)\right]=203\,mpg_{equiv}}$

La Ley de Política Energética de 1992 amplió la definición de combustible alternativo para incluir el gas licuado de petróleo , el hidrógeno , los combustibles líquidos derivados del carbón y materiales biológicos, la electricidad y cualquier otro combustible que el Secretario de Transporte determine que no se basa sustancialmente en el petróleo y que ofrece beneficios ambientales y de seguridad energética. A partir de 1993, los fabricantes de estos otros automóviles de combustible alternativo que cumplan con los requisitos de calificación también pueden beneficiarse de un trato especial en el cálculo de su CAFE. ^{[ 17 ]}

En 1994, el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de EE. UU. (NIST) introdujo el equivalente en galón de gasolina (GGE) como una métrica para la economía de combustible de los vehículos de gas natural . El NIST definió un equivalente en galón de gasolina (GGE) como 5,660 libras de gas natural, y un equivalente en litro de gasolina (GLE) como 0,678 kilogramos de gas natural. ^{[ 18 ]}

Durante finales de la década de 1990 y principios de la de 2000, se produjeron varios automóviles eléctricos en cantidades limitadas como resultado del mandato de la Junta de Recursos del Aire de California (CARB) para vehículos de cero emisiones más eficientes en el consumo de combustible . Los modelos populares disponibles en California incluían el General Motors EV1 y el Toyota RAV4 EV. ^{[ 25 ] [ 26 ]} La calificación del Departamento de Energía de EE. UU. y la EPA para la eficiencia energética a bordo de estos vehículos eléctricos se expresó en kilovatios hora /milla (kWh/mi), la métrica más conocida en ciencia e ingeniería para medir el consumo de energía, y utilizada como unidad de facturación para la energía suministrada a los consumidores por las compañías eléctricas . ^{[ 27 ]}

Para cumplir con las regulaciones de Consumo Medio de Combustible Corporativo (CAFE, por sus siglas en inglés) impuestas por el Congreso de los Estados Unidos en 1975, el Departamento de Energía de los Estados Unidos estableció en julio de 2000 una metodología para calcular el consumo de combustible equivalente al petróleo de los vehículos eléctricos, desde la extracción hasta el consumo final . Esta metodología considera la eficiencia de los procesos involucrados en ambos ciclos de combustible. El contenido energético de la gasolina se reduce de 33 705  Wh/gal al 83% de ese valor, o aproximadamente 27 975  Wh/gal desde la extracción hasta el tanque, para tener en cuenta la energía utilizada en el refinado y la distribución. De manera similar, el valor energético de la electricidad producida a partir de combustibles fósiles se reduce al 30,3% debido a la energía perdida en la generación y la transmisión, según el promedio nacional. Este valor se normaliza con respecto al valor anterior de la gasolina, lo que resulta en un contenido energético equivalente a la gasolina de la electricidad desde la extracción hasta el vehículo de tan solo 12 307  Wh/gal. ^{[ 14 ]}

La fórmula también incluye un "factor de contenido de combustible" de 1 / 0,15 ( aproximadamente 6,667 ) para beneficiar a los vehículos eléctricos, elevando el valor de 12 307 a 82 049 Wh/gal. Este factor de recompensa tiene como objetivo incentivar a los fabricantes de vehículos a producir y vender vehículos eléctricos, ya que una mayor economía de combustible equivalente para los vehículos eléctricos mejora los niveles generales de economía de combustible de la flota del fabricante en cumplimiento con las normas CAFE, y el Congreso anticipó que dicho incentivo ayudaría a acelerar la comercialización de los vehículos eléctricos. El factor de incentivo elegido por el Departamento de Energía para los vehículos eléctricos es el mismo factor de 1 / 0,15 que ya se aplica en el tratamiento regulatorio de otros tipos de vehículos de combustible alternativo. ^{[ 14 ]} Cuando se consideran todos los factores en la fórmula del DoE, la eficiencia energética o economía de combustible equivalente de los vehículos eléctricos aumenta, calculándose en millas por el factor de equivalencia de petróleo de 82.049 Wh/gal en lugar de millas por el galón de gasolina habitual equivalente de 33.705 Wh/gal, a efectos de los créditos CAFE para los fabricantes. ^{[ 27 ]}

El concurso Automotive X Prize tenía como objetivo fomentar el desarrollo de automóviles capaces de recorrer 100 millas con un galón de gasolina (mpg). Se debatió la comparación de vehículos eléctricos con vehículos que utilizaban su propio motor, ya que la noción de un equivalente de millas por galón como métrica para los vehículos eléctricos trivializaba la competencia para estos y dificultaba enormemente la comparación de millas por galón para los demás. La empresa Miastrada argumentó que esto desvirtuaba el propósito del concurso, sin éxito. En abril de 2007, como parte del borrador de las Directrices del Concurso publicado en el Salón del Automóvil de Nueva York, se anunció el MPGe como la principal métrica de mérito para el Progressive Insurance Automotive X Prize , un concurso desarrollado por la Fundación X Prize para vehículos supereficaces que pueden alcanzar al menos 100  MPGe. ^{[ 28 ]} En febrero de 2009, Consumer Reports anunció que, como parte de una asociación con la Fundación X Prize, planeaban informar sobre el MPGe como una de las diversas medidas que ayudarían a los consumidores a comprender y comparar la eficiencia de los vehículos de combustible alternativo. ^{[ 29 ]}

Antigua etiqueta Monroney para coches eléctricos que muestra en una fuente más grande y destacada la clasificación de consumo de combustible en kWh/100 millas para el Mini E de 2009.

Nueva etiqueta Monroney para vehículos eléctricos que muestra en letra grande y destacada el índice de consumo de combustible en millas por galón equivalente de gasolina estadounidense para el Nissan Leaf 2011. El índice en kWh/100 millas se muestra debajo de MPG-e en letra más pequeña.

Según lo estipulado por la Ley de Independencia y Seguridad Energética (EISA) de 2007, con la introducción de vehículos de tecnología avanzada en EE. UU., se debe incorporar nueva información en la etiqueta Monroney de los automóviles y camionetas ligeras nuevos vendidos en el país, como calificaciones sobre el consumo de combustible, las emisiones de gases de efecto invernadero y otros contaminantes del aire . La Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA) y la Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en las Carreteras (NHTSA) han realizado una serie de estudios para determinar la mejor manera de rediseñar esta etiqueta y brindar a los consumidores comparaciones sencillas de energía y medio ambiente entre todos los tipos de vehículos, incluidos los vehículos eléctricos de batería (BEV), los vehículos eléctricos híbridos enchufables (PHEV) y los vehículos convencionales con motor de combustión interna que funcionan con gasolina y diésel, con el fin de ayudar a los consumidores a elegir vehículos más eficientes y respetuosos con el medio ambiente. Se propuso que estos cambios se introdujeran en los vehículos nuevos a partir del año modelo 2012. ^{[ 3 ] [ 30 ]}

La calificación de la EPA para la eficiencia energética a bordo de los vehículos eléctricos antes de 2010 se expresaba en kilovatios hora por cada 100 millas (kWh/100  mi). ^{[ 27 ] [ 31 ]} Por ejemplo, la etiqueta de la ventana del Mini E de 2009 mostraba un consumo de energía de 33  kWh/100  mi para la conducción en ciudad y 36  kWh/100  mi en carretera, técnicamente equivalente a 100 mpg - e en ciudad y 94 mpg - e en carretera. ^{[ 31 ]} De manera similar, el Tesla Roadster de 2009 tenía una calificación de 32 kWh/100 mi (110 mpg - e) en ciudad y 33 kWh/100 mi (100 mpg - e) en carretera. ^{[ 32 ] [ 33 ]}        

Como parte del proceso de investigación y rediseño, la EPA realizó grupos focales donde se presentaron a los participantes varias opciones para expresar el consumo de electricidad de los vehículos eléctricos enchufables . La investigación mostró que los participantes no comprendían el concepto de kilovatio-hora como medida del consumo de energía eléctrica, a pesar de que esta unidad aparecía en sus facturas mensuales de electricidad. En cambio, los participantes prefirieron el equivalente en millas por galón (MPGe) como métrica para comparar con las millas por galón habituales utilizadas para los vehículos de gasolina. La investigación también concluyó que la métrica de kWh por cada 100 millas resultaba más confusa para los participantes de los grupos focales que la de millas por kWh. Con base en estos resultados, la EPA decidió utilizar las siguientes métricas de economía y consumo de combustible en las etiquetas rediseñadas: MPG (ciudad y carretera, y combinado); MPGe (ciudad y carretera, y combinado); Galones por cada 100 millas; kWh por cada 100 millas. ^{[ 30 ]}

El diseño propuesto y el contenido final de dos opciones de la nueva etiqueta adhesiva que se introduciría en los automóviles y camiones del año modelo 2013 se consultaron con el público durante 60 días en 2010, y ambas incluyen millas por galón equivalente y kWh por 100 millas como métricas de economía de combustible para los automóviles enchufables, pero en una opción MPGe y el costo anual de electricidad son las dos métricas más destacadas. ^{[ 34 ] [ 35 ]} En noviembre de 2010, la EPA introdujo MPGe como métrica de comparación en su nueva etiqueta para la economía de combustible para el Nissan Leaf y el Chevrolet Volt. ^{[ 9 ] [ 10 ]}

En mayo de 2011, la NHTSA y la EPA emitieron una norma final conjunta que establece nuevos requisitos para una etiqueta de economía de combustible y medio ambiente que es obligatoria para todos los automóviles y camiones de pasajeros nuevos a partir del año modelo 2013. La norma incluye nuevas etiquetas para vehículos de combustible alternativo y propulsión alternativa disponibles en el mercado estadounidense, como híbridos enchufables, vehículos eléctricos, vehículos de combustible flexible, vehículos de pila de combustible de hidrógeno y vehículos de gas natural. ^{[ 11 ] [ 12 ]} La métrica común de economía de combustible adoptada para permitir la comparación de vehículos de combustible alternativo y tecnología avanzada con vehículos convencionales de motor de combustión interna es millas por galón de gasolina equivalente (MPGe). Un galón de gasolina equivalente significa la cantidad de kilovatios-hora de electricidad, pies cúbicos de gas natural comprimido (GNC) o kilogramos de hidrógeno que es igual a la energía en un galón de gasolina. ^{[ 11 ]}

Las nuevas etiquetas también muestran por primera vez una estimación de la cantidad de combustible o electricidad necesaria para recorrer 160 km (100 millas ) , introduciendo a los consumidores estadounidenses el consumo de combustible por distancia recorrida, una métrica comúnmente utilizada en otros países. La EPA explicó que el objetivo es evitar la métrica tradicional de millas por galón, que puede resultar engañosa al comparar las mejoras en el ahorro de combustible, conocida como la "ilusión del MPG". ^{[ 11 ]} 

Como se mencionó anteriormente, es común que el público confunda y malinterprete los dos tipos de " eficiencia de combustible ". La economía de combustible mide la distancia que un vehículo puede recorrer por cantidad de combustible (unidades de MPGe). El consumo de combustible es el recíproco de la economía de combustible y mide el combustible utilizado para recorrer una distancia fija (unidades de gal/100 millas o kWh/100 millas). ^{[ 36 ]} La unidad de gal/100 millas se describe con precisión como consumo de combustible en algunos folletos de la EPA, pero esta unidad aparece en la sección de economía de combustible de la etiqueta Monroney (que no utiliza el término consumo de combustible). ^{[ 37 ] [ 38 ]}

El costo equivalente en millas por galón de un vehículo de combustible alternativo se puede calcular mediante una fórmula simple para comparar directamente los costos operativos de MPG (en lugar del consumo de energía de MPGe ^{[ 7 ]} ) con los de los vehículos tradicionales, ya que el costo de los recursos varía sustancialmente de una región a otra. ^{[ 5 ] [ 4 ]} Para referencia, la ecuación completa es:

${\displaystyle {\text{MPG}}={\text{mi}}/{\text{gal}}={{\$ \over {\text{gal}}}\div {\$ \over {\text{unit}}} \over {\text{capacity(unit)}}}\times {{\text{capacity(unit)}} \over [({\text{EnergyQuotient}}\times 100)\div {\text{MPGe}}]\div 100}}$

Asimismo, para aquellos que prefieren kWh/100  millas, el equivalente es simplemente:

${\displaystyle {\text{MPG}}={\text{mi}}/{\text{gal}}={\Bigl (}{\$ \over {\text{gal}}}\div {\$ \over {\text{kWh}}}{\Bigr )}\div {{\text{kWh}}/100~{\text{mi}} \over 100~{\text{mi}}}}$

Esta ecuación se reduce a una fórmula simple que funciona únicamente con la capacidad de la fuente de combustible y su autonomía posible para comparar vehículos. Con los precios locales de la gasolina y su fuente de combustible, puede comparar fácilmente el costo operativo de su vehículo de combustible alternativo directamente con un modelo de motor de gasolina con lo siguiente:

${\displaystyle {\text{MPG}}={\text{mi}}/{\text{gal}}={{\$ \over {\text{gal}}}\div {\$ \over unit} \over {\text{capacidad(unidad)}}}\times {\text{mi}}}$

La fórmula incluye la eficiencia inherente del vehículo, ya que la autonomía de una fuente de combustible específica representa directamente las pruebas de la EPA. Por lo tanto, se vuelve universal independientemente del peso, el tamaño del vehículo, el coeficiente de resistencia aerodinámica y la resistencia a la rodadura , ya que estos factores influyen directamente en la autonomía posible y se tienen en cuenta. El estilo de conducción y las condiciones climáticas se pueden considerar utilizando la autonomía alcanzada en lugar de la autonomía anunciada para el cálculo.

La fórmula funciona calculando la cantidad de combustible alternativo que se puede comprar con el precio de un galón de gasolina, estableciendo una proporción entre esta cantidad y la capacidad de almacenamiento del vehículo, y luego multiplicando esta proporción por la autonomía posible del vehículo. El resultado es la distancia que el vehículo recorre con combustible alternativo por el mismo precio que un galón de gasolina.

El cálculo final arroja un resultado en unidades MPG y es directamente comparable a los costos de combustible de un vehículo estándar con motor de combustión interna para su MPG nominal.

Entre 2008 y 2010, varios fabricantes de automóviles importantes comenzaron a comercializar vehículos eléctricos de batería (BEV, por sus siglas en inglés), que funcionan exclusivamente con electricidad, y vehículos eléctricos híbridos enchufables (PHEV, por sus siglas en inglés), que utilizan electricidad junto con un combustible líquido almacenado en un tanque de combustible a bordo, generalmente gasolina, pero que también pueden funcionar con motores diésel , de etanol o de combustible flexible .

Para los vehículos eléctricos de batería, la fórmula de la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. para calcular el MPGe de la fuente a la rueda se basa en los estándares de energía establecidos por el Departamento de Energía de EE. UU. en 2000: ^{[ 2 ] [ 13 ] [ 14 ]} La conversión de la fuente a la rueda se utiliza en el cálculo de la economía de combustible promedio corporativa (CAFE), pero no para la economía de combustible de la etiqueta de la ventana (Monroney). Para la economía de combustible Monroney, la ecuación es

${\displaystyle MPGe={\frac {E_{G}}{E_{M}\cdot E_{E}}}={\frac {33\,705{\text{ Wh/gallon}}_{\text{US}}}{E_{M}}}}$

dónde

${\displaystyle MPGe}$se expresa en millas por galón equivalente de gasolina (como se muestra en la etiqueta Monroney)

${\displaystyle E_{G}=}$Contenido energético por galón de gasolina = 115.000 Btu /galón, según lo establecido por el Departamento de Energía de EE. UU. y reportado por el Centro de Datos de Combustibles Alternativos. ^{[ 14 ]} 

${\displaystyle E_{M}=}$energía eléctrica de la pared a la rueda consumida por milla ( Wh /mi) medida a través de las cinco pruebas de ciclo de conducción estándar de la EPA para automóviles eléctricos y los procedimientos de prueba SAE ^{[ 13 ] [ 39 ]}

${\displaystyle E_{E}=}$factor de conversión de unidades de energía (redondeado) = 3,412  Btu/Wh ^{[ 14 ]}

La fórmula empleada por la EPA para calcular su MPGe nominal no tiene en cuenta el combustible ni la energía consumidos en la fase previa, como la generación y transmisión de energía eléctrica, ni el ciclo de vida desde la fuente hasta la rueda, ya que la comparación de la EPA con los vehículos de combustión interna se realiza sobre la base de la relación entre el tanque y la rueda , en contraposición a la relación entre la batería y la rueda.

La Junta de Recursos del Aire de California utiliza una prueba de dinamómetro diferente a la de la EPA y considera la gasolina reformulada vendida en ese estado. Para las estimaciones de CARB, la fórmula se convierte en: ^{[ 13 ]}

${\displaystyle MPGe={\frac {E_{G}}{E_{M}\cdot E_{E}}}={\frac {32\,600{\text{ Wh/gallon}}_{\text{US}}}{E_{M}}}}$

El nuevo estándar SAE J1711 para medir las emisiones de escape y el ahorro de combustible de los vehículos eléctricos híbridos y los híbridos enchufables fue aprobado en julio de 2010. Los procedimientos recomendados para los PHEV fueron revisados ​​en el Laboratorio Nacional Argonne , y se espera que la nueva regulación de la EPA para definir el protocolo de informes de ahorro de combustible de los PHEV se base en SAE J1711. ^{[ 43 ] [ 44 ]} En noviembre de 2010, la EPA decidió calificar el modo eléctrico y el modo solo de gasolina por separado, y estas son las dos cifras que se muestran prominentemente en la etiqueta de la ventana del Chevrolet Volt 2011. En modo eléctrico, la calificación del Volt se estima con la misma fórmula que un automóvil eléctrico. ^{[ 10 ] [ 13 ]} La calificación general o compuesta de ahorro de combustible que combina electricidad y gasolina se muestra en la etiqueta Monroney en un tipo mucho más pequeño, y como parte de la comparación del ahorro de combustible del Volt entre todos los vehículos y dentro de los automóviles compactos . ^{[ 45 ]} La EPA ha considerado varias metodologías para calificar la economía de combustible general de los PHEV, pero a febrero de 2011 la EPA no ha anunciado la metodología final que se aplicará para estimar los créditos de Economía de Combustible Corporativa Promedio (CAFE) 2012-2016 del nuevo fabricante para los híbridos enchufables. ^{[ 13 ] [ 46 ]}

La siguiente tabla compara el consumo de combustible de la EPA, expresado en millas por galón de gasolina equivalente (MPGe), para los dos modelos de vehículos de pila de combustible de hidrógeno clasificados por la EPA a septiembre de 2021. y disponible en California. ^{[ 87 ]}

El mismo método puede aplicarse a cualquier otro vehículo de combustible alternativo cuando se conoce su consumo energético. Generalmente, el consumo energético del vehículo se expresa en unidades distintas de W·h/milla o Btu/milla, por lo que se requieren cálculos adicionales para convertirlo a un equivalente de galón de gasolina (GGE), utilizando 33,7 kWh/galón = 114989,17 btu/galón. ^{[ 8 ]}

El Honda FCX Clarity 2008 se anuncia con un consumo de combustible de 72  mi/kg -H_2. ^{[ 88 ]} El hidrógeno a presión atmosférica tiene una densidad energética de 120MJ/kg (113 738 BTU/kg). ^{[ 89 ]} Al convertir esta densidad energética a GGE, se encuentra que se necesitan 1,011kg dehidrógenopara alcanzar la energía equivalente a un galón de gasolina. Este factor de conversión se puede utilizar para calcular el MPGe de este vehículo.

${\displaystyle MPGe=MPkg_{H_{2}}\times {GGE}}$,

${\displaystyle MPGe=72{\frac {mi}{kg_{H_{2}}}}\times {1.011{\frac {kg_{H_{2}}}{gallon_{gasoline}}}}=72.8MPGe}$

La métrica de millas por galón equivalente de la EPA que se muestra en la etiqueta de la ventana no mide la eficiencia energética del ciclo completo de un vehículo ni el ciclo de vida del pozo a la rueda. En cambio, la EPA presenta el MPGe de la misma manera que el MPG para vehículos convencionales con motor de combustión interna, como se muestra en la etiqueta Monroney , y en ambos casos la calificación solo considera el consumo de energía de la bomba a la rueda o de la pared a la rueda, es decir, mide la energía por la que el propietario suele pagar. Para los vehículos eléctricos, el costo de la energía incluye las conversiones de CA de la pared utilizada para cargar la batería ^{[ 39 ].} Las calificaciones de la EPA que se muestran en las etiquetas de las ventanas no tienen en cuenta el consumo de energía aguas arriba, que incluye la energía o el combustible necesarios para generar la electricidad o para extraer y producir el combustible líquido; las pérdidas de energía debido a la transmisión de energía; o la energía consumida para el transporte del combustible desde el pozo hasta la estación. ^{[ 14 ] [ 40 ]}

En 2000, el Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE) estableció la metodología para calcular la economía de combustible equivalente al petróleo de los vehículos eléctricos basándose en el contenido energético equivalente a la gasolina de la electricidad desde el pozo hasta la rueda (WTW).${\displaystyle E_{g}}$). La metodología considera la eficiencia inicial de los procesos involucrados en los dos ciclos de combustible, y considera las eficiencias promedio nacionales de generación y transmisión de electricidad porque un vehículo eléctrico de batería quema su combustible (principalmente combustibles fósiles) fuera de la plataforma en la planta de generación de energía. ^{[ 14 ]} Esta metodología es utilizada por los fabricantes de automóviles para estimar créditos en su Economía de Combustible Corporativa Promedio (CAFE) general para la fabricación de vehículos de propulsión eléctrica . ^{[ 13 ]}

La economía de combustible equivalente al petróleo de los vehículos eléctricos se determina mediante las siguientes ecuaciones: ^{[ 14 ]}

${\displaystyle PEF=E_{g}\times FCF\times AF\times DPF}$

dónde:

${\displaystyle PEF}$= Consumo de combustible equivalente al del petróleo

${\displaystyle E_{g}}$= Factor de contenido energético equivalente a la gasolina en la electricidad

${\displaystyle FCF}$= Factor de "contenido de combustible" o factor de incentivo. El DoE seleccionó un valor de 1 / 0,15 para mantener la coherencia con los procedimientos reglamentarios y estatutarios existentes y para brindar un trato similar a los fabricantes de todo tipo de vehículos de combustible alternativo ^{[ 90 ].}

${\displaystyle AF}$= Factor de accesorios alimentados con petróleo; este valor es igual a 1 si el vehículo de propulsión eléctrica no tiene instalados accesorios alimentados con petróleo, y a 0,90 si los tiene.

${\displaystyle DPF}$= Factor de patrón de conducción; este es igual a 1, ya que el Departamento de Energía consideró que los vehículos eléctricos elegibles para su inclusión en CAFE ofrecerán capacidades, tal vez con la excepción de la autonomía de conducción, similares a las de los vehículos convencionales.

El factor de contenido energético equivalente a la gasolina de la electricidad, abreviado como${\displaystyle E_{g}}$, se define como:

${\displaystyle E_{g}={\frac {\left(T_{g}\times T_{t}\times C\right)}{T_{p}}}}$

dónde:

${\displaystyle T_{g}}$= Eficiencia promedio de generación de electricidad a partir de combustibles fósiles en EE. UU. = 0,328 ^{[ 91 ]}

${\displaystyle T_{t}}$= Eficiencia promedio de transmisión de electricidad en EE. UU. = 0,924 ^{[ 91 ]}

${\displaystyle T_{p}}$= Eficiencia de refinación y distribución de petróleo = 0,830 ^{[ 91 ]}

${\displaystyle C}$= Factor de conversión de vatios-hora de energía por galón de gasolina = 33.705 Wh/US gal (115.006 BTU/US gal) ^{[ 91 ]}    

${\displaystyle E_{g}}$se calcula como:

${\displaystyle E_{g}={\frac {(0.328\times 0.924\times 33705{\frac {Wh}{gal}})}{0.830}}}$

${\displaystyle =12307{\frac {Wh}{gal}}}$

Este cálculo tiene en cuenta las pérdidas desde el pozo hasta la pared resultantes de la extracción de petróleo crudo y su refinación en gasolina ( T _p ), la conversión a electricidad ( T _g ) y la red de transmisión ( T _t ); en resumen, la cantidad total de energía eléctrica útil que se puede extraer de la gasolina es solo el 36,5 % de su energía total teórica almacenada. ^{[ 91 ]} Sustituyendo los valores numéricos en la primera ecuación,

${\displaystyle PEF=E_{g}\times {\frac {1}{0.15}}\times AF\times DPF}$

${\displaystyle ={\frac {12307{\frac {Wh}{gal}}}{0.15}}\times AF\times DPF}$

${\displaystyle =82049{\frac {Wh}{gal}}\times AF\times DPF}$

Como se indicó anteriormente, cuando${\displaystyle AF}$y${\displaystyle DPF}$son 1, como lo serían para un vehículo totalmente eléctrico,${\displaystyle PEF=82049{\frac {Wh}{gal}}}$.

Ejemplos

En el ejemplo proporcionado por el Departamento de Energía de EE. UU. en su norma final, un automóvil eléctrico con un consumo de energía de 265 vatios-hora por milla en conducción urbana y 220 vatios-hora por milla en conducción en carretera, resulta en una economía de combustible equivalente al petróleo de 335,24 millas por galón, basada en un factor de programa de conducción del 55 por ciento urbano y el 45 por ciento en carretera, y utilizando un factor de equivalencia de petróleo de 82.049 vatios-hora por galón. ^{[ 14 ]}

${\displaystyle MPG_{PE}={\frac {PEF}{\left(EC_{city}\times f_{city}\right)+\left(EC_{hwy}\times f_{hwy}\right)}}}$

${\displaystyle ={\frac {82049{\frac {Wh}{gal}}}{\left(265{\frac {Wh}{mi}}\times 0.55\right)+\left(220{\frac {Wh}{mi}}\times 0.45\right)}}=335.24{\frac {mi}{gal_{PE}}}}$

En 2009, la etiqueta Monroney del Mini E indicaba un consumo energético de 33/36 kWh /100 mi (102,1 / 93,6 mpg - e) para los ciclos de conducción en ciudad y carretera, respectivamente. ^{[ 91 ]} El consumo de combustible equivalente al petróleo es de 239 MPG _PE , suponiendo una división 55 %/45 % urbana/carretera.    

Para comparar, el Chevrolet Bolt EV 2017 tiene un consumo nominal (de la pared a la rueda) de 128 / 110 mpg - e (263 / 306 Wh/mi) que figura en la etiqueta Monroney para los ciclos de conducción urbanos/de carretera, respectivamente. ^{[ 64 ]} La economía de combustible equivalente al petróleo para el Bolt, utilizando la regla del DoE para considerar las pérdidas de energía desde el pozo hasta la pared, es de 284 MPG _PE , calculada utilizando la misma división urbana/de carretera del 55 %/45 %.