Der Wirkungsgrad von E-Autos - Model S, i3, eGolf, Leaf, Zoe

[endurance]

Nö leider nicht - WP und Wärmenutzung aus Verlusten sind getrennt zu betrachten.

Wurde aber auch schon geschrieben: man muss hier abwägen zwischen konstruktiven Maßnahmen (die Kosten) und Mehrwert.
Beispiel Akkuverlustwärme - im Sommer brauche ich die nicht und im Winter wird der Akku selber kaum warm - es sei denn auf schneller AB Fahrt oder am Schnelllader. Dort wo Wärmerverlust eine entscheidende Rolle spielt (langsame Fahrt, also dort wo verhältnismäßig (zum Verbrauch durch Antrieb) viel geheizt werden muss) - entsteht kaum Wärme im Akku (kleine Ströme).

[Simon1982]

@biomoi
Ja, der deutsche Strommix ist noch nicht 100% erneuerbar und damit sind E-Autos aktuell nur ein wenig besser im CO2 Ausstoß als sparsame Verbrenner. Aber wir müssen doch nicht mit den ersten zaghaften Schritten der Emobilität gleich das Ziel, möglichst CO2 frei unterwegs zu sein, erreichen oder? Die Energiewende ist nun mal ein Generationenprojekt und leider auch durch Lobbyarbeit und Politik nicht geradlinig. Eine Sektorenkopplung ist sinnvoll und notwenig und ohne Emobilität geht es nicht. Ich denke nicht, dass wir uns den Luxus erlauben können erst mit der Emobilität anzufangen wenn wir einen Strommix von 100% Erneuerbaren Energien haben.

Ich finde es sehr sinnvoll auf Elektromobilität in Kombination mit erneuerbaren Energien zu setzen. Trotzdem frage ich mich, ob Horst Lünings Annahme stimmt, dass der Wirkungsgrad eines Elektroautos höher ist als der eines Verbrenners, unter Verwendung von konventionell erzeugtem Strom. Es scheint mir so, als wenn er den Verbrenner in seiner Rechnung zu schlecht darstehen lässt.

[Joe-Hotzi]

@joe-Hotzi: klar, über den Verbrauch lässt sich streiten ... dazu kannst du noch die Hausinstallation rechnen - wenn du kein 4mm2 Kabel zu deiner Schukodose hasst, hast du dort gleich noch eimal ein paar Prozent Verlust! - in Summe also dann 8-10%)

Nee, ist klar. Zum Einen möglichst mit 2,3kW ICCB an Schuko laden, dann aber 4qmm Leitung wegen der Verluste ...
Es wäre evtl. sinnvoll, wenn Du Dich mal mit den realen Zahlen beschäftigen würdest.

In Deutschland gingen in 2013 ca. 26 TWh elektrischer Energie durch Verluste in den Netzen verloren, und zwar zum größten Teil in den Verteilungsnetzen und nicht etwa in den Übertragungsnetzen, obwohl in diesen die größten Transportdistanzen absolviert werden. Dies sind ca. 4,4 % der Nettostromerzeugung.

Wie erklärst Du die "klitzekleine" Differenz zu Deinen 8-10%?

@Vergleich Golf: Da hab ich, glaube ich, nix vergessen, da in dieser Vergleichsrechnung nicht mit dem Primärenergieaufwand gerrechnet wird! Das ist ein Versuch mit einem anderen Ansatz

Ja, ein Ansatz Äpfel gegen Birnen. Sehr aussagekräftig!

Einmal Verbrennung im Fahrzeug gegen einmal Verbrennung im Kraftwerk zur Stromerzeugung.

Zumindest die bisher knackigste Erläuterung für den "Apfel-Birne-Vergleich", die ich bisher gelesen habe!
Es wird tatsächlich beide Male etwas verbrannt (zumindest im konventionellen Kraftwerk mit Kohle, Öl oder Gas). Nur "was hinten rauskommt" ist irgendwie m.E.n. nicht das Gleiche?

Mal abgesehen, dass es die Begriffe: "Primärenergie", "Sekundärenergie", "Endenergie" und "Nutzenergie" ja nicht zum Spass gibt, überlege ich gerade, wie ich meinen Mixer oder den Staubsauger in Deinen Vergleich einordne. Entsprechende Geräte mit Verbrennungsmotor gibt es m.E.n. nur in einer Renault-Werbung.
Sind die Geräte dann in Griechenland schlechter und in Norwegen besser als in Deutschland?

Die E-Tankstelle beginnt halt leider beim Brennstoff für das Kraftwerk…

So wie der Sprit beim Bohrloch für das Erdöl beginnt ...

Mir persönlich reicht das auch aus, ausserdem lade ich gut 75% meinen eigenen PV-Strom, aber ganz verstehe ich es nicht, warum es gesetzliche Vorgaben zur Senkung des CO2-Ausstoßes für Verbrennungsmotoren gibt, dies bei den E-Autos aber generell Wurscht ist.

Könnte es sein, dass es daran liegt, dass ein E-Auto kein CO2 ausstößt? Statt eigener "Vergleichsrechnungen" solltest Du Dir mal die geltenden Definitionen für "Well-to-tank", "tank-to-wheel" und "Well-to-Wheel" anschauen.
Da gibt es halt Produkteigenschaften, die der Hersteller des E-Autos beeinflussen kann (Wärmepumpe statt PTC-Heizung) Die Stromerzeugung m.E.n. eher nicht.

Du solltest Vorgaben zur Senkung des CO2-Ausstoßes für Kraftwerke fordern, bzw. Strafen fordern für zu hohe Ausstöße. Die Idee kam sogar schon mal. Wäre aber wohl zu wirksam gewesen und hätte Einnahmen für den Staat generiert. Die Lobbyisten haben daraus mit D&D eine "Stilllegungsprämie für Altkraftwerke" gemacht - also Staatsausgaben.

Und keiner der Hersteller bemüht sich daher, ein bisserl mehr Effizienz in die Sache zu bringen…

Kann man so nicht sagen - siehe Beispiel Wärmepumpenheizung. Aber die meisten Hersteller sehen E-Autos derzeit noch als Feigenblatt. Deswegen sind die auch oft großzügig mit den Äpfel-Birnen-Vergleichen.
Es ist ja auch schwieriger, ein System mit hohem Wirkungsgrad weiter zu optimieren. Sieht man ja an den Knalltrieblern, wo der Motor bestenfalls gut 40% erreicht - im "Bestpunkt". Trotzdem geht da kaum noch was.

Wo siehst Du denn da beim E-Auto besonders viel Potential?
- E-Motor: >90% (für eine Standard-Asynchronmaschine ab 30kW, Premium 75kW: 95%, Synchronmotore teils noch besser)
- Ladetechnik: >90% (Bordlader 93-95%)
- Akkutechnik: >90% (91,4 für einen chin. LiFePO4-Billigakku über tausende flache Lade+Entladezyklen)
- Leistungselektronik: >95% (praktisch eher 97%)
- Verkabelung: >99,9x%
- Getriebverluste <1%-2% je im Eingriff befindlicher Zahnradpaarung, (geringere Rolle als beim Schaltgetriebe)

Rollreibung, cw-Wert usw. sind kaum anders als beim Auto mit Verbrennungsmotor. Natürlich hat ein flacher, geschlossener, verwirbelungsarmer Unterboden Vorteile. Ebenso eine geschlossene Front ohne große Kühleröffnungen ...

[eDEVIL]

Bitte auch beachten, dass die Verbrauchsanzeige "nur" den Verbrauch des Antriebs misst (ohne jegliche Nebenverbraucher!!!)

Wie kommst Du zu dieser Annahme?
Sowohl mit ZOE als auch Leaf konnt eich im kurzstreckenbetrie durch überproportionales Heizen oder Kühlen den angezeigten Durschnittsverbrauch erheblich steigern. Da kam ich dann schon mal auf 1kwh/km

[futureA]

das hat dann aber weniger mit dem Wirkungsgrad des Antriebs eher mit dem der Heizung zu tun
80km im Winter wäre jetzt aber schon wenig es sei denn auf schnee oder ähnlichen.

Die 80km im Winter sind der Wirkungsgrad des Gesamtfahrzeugs, nur der ist für den Käufer interessant.

Wenn man den Wirkungsgrad des Motor meint, braucht es keine Diskussion. Die Zahlen von E und V sind bekannt.
Der Wirkungsgrad des Elektroautos ist eine Funktion in Abhängigkeit von der Aussentemperatur, wenn man im Innenraum immer 22°C voraussetzt. Wenn man die Reibungsabwärme des Verbrenners nicht benötigt, ist der Vorteil klar. Je nach Standort kann das Elektroauto somit ein signifikanter Vorteil sein (Köln) oder auch nicht (Yellowknife).

[Joe-Hotzi]

Die 80km im Winter sind der Wirkungsgrad des Gesamtfahrzeugs, nur der ist für den Käufer interessant.

Die 80km sind eine Reichweitenangabe. Die kann man jetzt mit der Sommerreichweite vergleichen bzw. mit seinen Anforderungen, seinem eigenen Fahrprofil.
Bitte auch immer das Auto mit Verbrennungsmotor und immer auch bei gleichem Fahrprofil betrachten!

Der Wirkungsgrad des Elektroautos ist eine Funktion in Abhängigkeit von der Aussentemperatur, wenn man im Innenraum immer 22°C voraussetzt. ... Je nach Standort kann das Elektroauto somit ein signifikanter Vorteil sein (Köln) oder auch nicht (Yellowknife).

Das ist beim Auto mit Verbrennungsmotor nicht anders.

Speziell bei einem Fahrprofil mit kurzen Fahrten und Pausen (Auskühlen) ist der Verbrennermotor wg. der Kaltstartphase grottenschlecht im Wirkungsgrad. Und unkomfortabel, weil er erst den Motor wärmt, eh es innen warm wird. Es sei denn, man baut zusätzlich (!) elektrische "PTC-Zuheizer" ein. Die brauchen dann auch "Zusatzenergie" von Lichtmaschine /Bordakku. Dem E-Auto machen Kurzstrecken weit weniger aus und man kann ja in den Pausen Nachladen ...
Ja, ist nur Statistik. Aber die sagt halt, dass die meisten gefahrenen Strecken "Kurzstrecken" sind. Deckt sich auch mit meinem und dem Fahrprofil der meisten meiner Bekannten.

Beim Langstreckenbetrieb sieht das herkömmliche Verbrennerauto besser aus - das E-Auto aber auch. Während des ADAC Heizungstest bei -10 C° sank die Reichweite um ca. 10 %. Denn die meiste Energie wird für das Aufheizen gebraucht. Das kann das E-Auto evtl. sogar noch an der Ladestelle im Stand erledigen, dann sinkt die Reichweite noch weniger und das Auto ist sofort warm ...

Übrigens werden die Motoren in Gegenden wie Yellowknife i.d.R. mit elektrischen Motorwärmern warm gehalten - sonst funktionieren die Autos evtl. gar nicht mehr wenn man sie braucht. Wie sich das wohl auf den Wirkungsgrad auswirkt, wenn das Auto tagelang draussen steht, wird meist nur beim E-Auto thematisiert.

[futureA]

Die 80km sind eine Reichweitenangabe. Die kann man jetzt mit der Sommerreichweite vergleichen bzw. mit seinen Anforderungen, seinem eigenen Fahrprofil.

Die Änderung der Reichweite entspricht aber exakt der Änderung des Wirkungsgrades im Vergleich zum Sommer. Hier ist klar, dass der Verbrenner diesen deutlichen Abfall nicht hat, da er die ungenutzte Reibungswärme im Winter nutzen kann.

Auf Kurzstrecken ist der Verbrenner natürlich schlecht. Der Kaltstart verbraucht sehr viel Benzin. Also wer nur Kurzstrecken hat, egal ob Kita, Schule, Arbeit, ... immer nur ein paar Kilometer kann mit E den Vorteil voll ausspielen.

Ansonsten sind die 10% wegen der Heizung wieder nur ein Aspekt ohne Fahrerwirkung, die liegt für den Nutzer im Winter halt bei 50%.

" When temperatures drop below 20 degrees Fahrenheit (F), conventional gasoline cars see a dip in gas mileage of about 12%, while in hybrids that mileage drops by as much as 34%, according to the US Environmental Protection Agency (EPA) and US Energy Department. That's nothing compared to all-electric cars. In 2014, the AAA Automotive Research Center in Southern California published the results of its study that tested how the driving range of three all-electric vehicles (EVs) varied with temperature. At a steady 20 degrees F, the all-electric vehicles traveled a shocking 57% shorter distance on a single charge than they did at 75 degrees F. On average, an EV's batteries transported drivers 105 miles at 75 degrees F, but only 43 miles at 20 degrees F. "

Was auch nie gesagt wird, ist der Konstantverbrauch, den ein Verbrenner nicht hat. Das Benzin ist in gleicher Menge am Freitag im Tank wie am nächsten Montag, wenn nicht gefahren wird.
Nicht so Elektro: (Car and Driver)
"During one 20-degree weekend in late November, features editor Jeff Sabatini left the office on Friday with an indicated 225 miles of range, the maximum charge on the battery in its standard mode. He drove just 54 miles over the weekend and plugged in once to add 22 miles of indicated range, yet the car’s dashboard readout said he had just 59 miles remaining by Monday morning. That’s 134 miles of range lost to heating the cabin, conditioning the battery pack, and the efficiency reduction all EVs experience in the cold. This is a more extreme example, to be sure, and no doubt affected by the car spending most of the weekend outside and unplugged."

Also, Elektrofahren ist eine Möglichkeit, die gut oder schlecht sein kann. Kalte Klimazonen, heisse oder gemäßigte. Stadt oder Schnellstraße und Lademöglichkeiten. Der Wirkungsgrad bleibt eine Funktion in Abhängigkeit der Aussentemperatur, die in dem Ausmaß der Verbrenner nicht hat.

[Alex1]

da bin ich ganz bei dir - ich sehe allerdings nicht, das es auch Anstrengungen der Hersteller gibt, die Effizienz der E-Autos zu steigern (Ladegeräte mit Wirkungsgraden wie moderne Wechselrichter, gedämmte Kabinen, effiziente Heizsysteme, Leichtbauweise, optimierter Antrieb und Räder uvm…)

Wenn Du das nicht siehst, hast Du aber beide Augen ganz fest geschlossen. NATÜRLICH
- sind die eingebauten Wechselrichter "modern" (was immer Du damit meinst),
- sind Kabinen gedämmt, wenn Du es willst (Aufpreis...),
- wird Leichtbauweise (sagt Dir Carbon was?) eingesetzt, (auch wenn Gewicht dank Rekuperation nicht sooo viel ausmacht)
- werden effiziente Heizsysteme eingesetzt, was ist Deiner Meinung nach effizienter als eine Wärmepumpe?
- werden optimierte Antriebssysteme eingesetzt,
- gibt es extra Sparreifen für eAutos
uvm...

Deine Aussage stimmt vielleicht noch für den eGolf von 1998

Durch die gesetzlichen Vorgaben tut sich da in der Entwicklung von herkömmlichen Fahrzeiugen doch einiges, das sonst nicht passiert wäre. Diese fehlen aber durch die automatische Absegnung als "Allheilmittel" hier aber völlig.

Wer spricht denn von "Allheilmittel"? Lass diesen Strohmann ruhig in der Garage. eMobilität ist notwendig, aber nicht hinreichend.

Großer Akku rein und gut isses - aber wie kann ich allen Ernstes zB. die Abwärme von Umrichter und Motor NICHT zur Beheizung der Fahrerkabine oder des Akkus nutzen???

Vielleicht fragst Du das mal die Entwickler? Kann es sein, dass die Wärme für die Erwärmung des Akkus genutzt wird?

Die Energie, die ich nicht verbrauche, brauche ich auch nicht zu erzeugen - und beschleunigt damit auch die Energiewende

Falsch. Wenn ich echten Ökostrom einkaufe (nicht die Schummel-RECS-Zertifikate, sondern von Anbietern, die ausschließlich in neue regenerative Kraftwerke investieren), bringe ich die Energiewende genauso voran.

Du knickerst hier an Promillewerten rum, anstatt den Gesamtzusammenhang zu sehen: Mit 12 kWh/100 km verursache ich mit regenerativem Strom vielleicht 5 g CO2/km. Mit gleicher Fahrweise mit einem Verpester über 100 g. Was wäre jetzt wichtiger:

- Das eAuto auf 4 g CO2/100 km zu bringen, wodurch es 20% mehr kostet und 20% weniger (Achtung, Milchmädchenrechnung...) gekauft wird, oder
- Dem eAuto 10 g CO2/km zuzugestehen, damit aber den Preis um 20% zu senken und 20% mehr zu verkaufen?

Fazit: Das Ziel, Verpester zu ersetzen, ist mindestens 10x wichtiger als das Ziel, eAutos effizienter zu machen.

[Alex1]

Auf Kurzstrecken ist der Verbrenner natürlich schlecht. Der Kaltstart verbraucht sehr viel Benzin. Also wer nur Kurzstrecken hat, egal ob Kita, Schule, Arbeit, ... immer nur ein paar Kilometer kann mit E den Vorteil voll ausspielen.

Auf Langstrecken aber ebenfalls:

Ansonsten sind die 10% wegen der Heizung wieder nur ein Aspekt ohne Fahrerwirkung, die liegt für den Nutzer im Winter halt bei 50%.

Was meinst Du damit? Heizung im Winter braucht auf Strecke ca. 1 kW, macht also keine 10% des Verbrauchs aus. Und da die Meisten eh echten Ökostrom beziehen, fällt das in der CO2-Bilanz (und die ist ja nunmal das Wichtigste) nicht groß auf.

Was auch nie gesagt wird, ist der Konstantverbrauch, den ein Verbrenner nicht hat. Das Benzin ist in gleicher Menge am Freitag im Tank wie am nächsten Montag, wenn nicht gefahren wird.

Das eAuto hat keinen "Konstantverbrauch" Woher kommt denn diese Idee?

Nicht so Elektro: (Car and Driver)
"During one 20-degree weekend in late November, features editor Jeff Sabatini left the office on Friday with an indicated 225 miles of range, the maximum charge on the battery in its standard mode. He drove just 54 miles over the weekend and plugged in once to add 22 miles of indicated range, yet the car’s dashboard readout said he had just 59 miles remaining by Monday morning. That’s 134 miles of range lost to heating the cabin, conditioning the battery pack, and the efficiency reduction all EVs experience in the cold. This is a more extreme example, to be sure, and no doubt affected by the car spending most of the weekend outside and unplugged."

Der vergleicht wieder munter Äpfel mit Melonen und mischt Reichweite, Wirkungsgrad, Ladezustand und angezeigte Werte beliebig durcheinander. Von einem mysteriösen "Konstantverbrauch" keine Rede.

Also, Elektrofahren ist eine Möglichkeit, die gut oder schlecht sein kann.

Definiere "gut" und "schlecht". In jeder Kombination ist eAuto Fahren wesentlich besser für die Umwelt als Verpester Fahren.

Kalte Klimazonen, heisse oder gemäßigte. Stadt oder Schnellstraße und Lademöglichkeiten. Der Wirkungsgrad bleibt eine Funktion in Abhängigkeit der Aussentemperatur, die in dem Ausmaß der Verbrenner nicht hat.

Na und? Wenn ich 5 g CO2/km habe und das um 40% gesteigert wird, ist das immer noch viel besser, als wenn ich 100 g CO2/km habe und das "nur" um 20% gesteigert wird.

Ist das verständlich?

[futureA]

Auf Langstrecken aber ebenfalls:

Du scheinst viel Zeit zu haben. Zeit ist heute auch Geld. Auf Langstrecken landsam dahingleiten und viel ungenutzte Zeit für An- und Abfahrt der Ladesäule incl. Ladezeit haben nur wenige.

Was meinst Du damit? Heizung im Winter braucht auf Strecke ca. 1 kW, macht also keine 10% des Verbrauchs aus.

Die Realität sagt:
" In the Winter your real daily usable range is more like 143 miles for the 85kW models, 112 for the 60kW model.

I have a BMW i3 all electric and see my range drop about this same amount. Starting with 80 miles and getting down to 45-50 miles really sucks. Nobody at BMW said anything about this, nor does it appear in any of their press or marketing materials. I love the car but the range is terrible in the winter. "

Das eAuto hat keinen "Konstantverbrauch" Woher kommt denn diese Idee?

Vampire Drain ist offensichtlich kein Begriff.
“when I parked and I had 186 miles of rated range left (71%). When I returned my Model S reported 172 miles of rated range left (65%). I lost 14 rated miles over the 2.6 days at an average temperature of 16 degrees fahrenheit.”
http://insideevs.com/in-cold-weather-te ... 1-per-day/

Definiere "gut" und "schlecht". In jeder Kombination ist eAuto Fahren wesentlich besser für die Umwelt als Verpester Fahren.

Für die Umwelt? Welche Umwelt? Die bereits weitgehend zerstörte? Der etwas höhere Primärenergieverbrauch und CO2 Ausstoß der Verbrenner ist erst heute in Wohlstandsländern durch Elektroautos ersetzbar. Die völlig überzogene Kritik an den Verbrennern und die fundamentalistische Jubelposaune der Elektromobilität entbehrt auch jeder Grundlage.

In allen "Nicht-Hochtechnologie-Ländern" und in unwirtlichen Gegenden ist der Verbrenner konkurrenzlos.

Ist das verständlich?

Unsinn ist nie verständlich.