Wirkungsgrad Elektroauto

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Re: Wirkungsgrad Elektroauto

Beitragvon Alex1 » Do 18. Aug 2016, 01:46

Also, wenn ich mit Tempo 60 über die Landstraße bummeln kann, komme ich gut unter 11 kWh/100 km.

Ich versuche inzwischen auch immer, mit 10 kW auszukommen, maximal mit 20 kW. Nach Betrachten eines Diagramms, dass den besten Wirkungsgrad bei 30 kW (oder sogar mehr) versprach, bin ich mal eine Weile auf max. 30 kW gegangen. Das hat sich aber subjektiv nicht ausgezahlt. Leider habe ich keine regelmäßigen Strecken, sodass ich eine kleine Versuchsserie aufbauen könnte.

Jetzt fahre ich jedenfalls (wenn es der Verkehr erlaubt) mit max 10 oder 20 kW und Begrenzer auf Tempo 60. Lohnt sich über die geringeren Zapfstops. Geht aber oft nicht, weil Andere das anders sehen... :lol:
Herzliche Grüße
Alex
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Re: Wirkungsgrad Elektroauto

Beitragvon meikel66 » Do 18. Aug 2016, 09:43

Wie ändert sich denn bei Dir der Verbrauch, wenn Du mit 120 km/h über die Autobahn fährst? Um wie viel verringert sich dabei die Reichweite?

Ist natürlich auch vom E-Auto abhängig. Der Stromos hat ja noch ein Getriebe, da könnte der Motor im optimalen Wirkungsgrad betrieben werden.
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Re: Wirkungsgrad Elektroauto

Beitragvon mstaudi » Do 18. Aug 2016, 10:15

Also deine Eisenverluste in allen Ehren, aber bei höherem Tempo ist es die Aerodynamik!!! Klar gibt es Unterschiede bei den Motoren, aber wenn du mal die kWh/100km mit einem Verbrenner vergleichst, oder einfach den Luftwiderstand berechnest, dann wirst du feststellen, dass deine obige Rechnung viel zu pessimistisch ist.
Gruß, mstaudi
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Re: Wirkungsgrad Elektroauto

Beitragvon Alex1 » Do 18. Aug 2016, 10:47

meikel66 hat geschrieben:
Wie ändert sich denn bei Dir der Verbrauch, wenn Du mit 120 km/h über die Autobahn fährst? Um wie viel verringert sich dabei die Reichweite?
Erheblich :evil: Deswegen mache ich das auch fast nie, da ich fast immer lange Strecken fahren muss. Und da versaut mir ein Ladestop immer den Schnitt, erst recht, wenn er 5 km ab von der BAB liegt. Einmal musste ich mit Vollstrom brettern, da war aber auch nach etwas über 100 km Schluss...
Ist natürlich auch vom E-Auto abhängig. Der Stromos hat ja noch ein Getriebe, da könnte der Motor im optimalen Wirkungsgrad betrieben werden.
Hat aber sonst keiner. Die Verluste des Getriebes bzw. die Kosten für Bau, Steuerung, Unterhalt etc. sind einfach zu groß. Deshalb greift man zum Kunstgriff der Feldschwächung (eExperten bitte erklären...) und nimmt einen kräftig schwindenden Wirkungsgrad in Kauf. Bei der Zoe beginnt das exakt bei dem Tempo (ca. 95 kmh), bei dem in "Eco" abgeregelt wird.

@mstaudi: Es gibt hier einen ganzen Fred darüber, dass bei der Zoe ab 95 kmh der Verbrauch wesentlich schneller steigt als es nach dem Luftwiderstand zu erwarten wäre.

Die geilste Lösung hat Tesla: Je einen eMotor für "geringere" bzw. "höhere" Geschwindigkeit. Bei Bedarf (wenn mal wieder ein Porsche verblasen werden muss :lol: ) arbeiten beide zusammen.
Herzliche Grüße
Alex
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Re: Wirkungsgrad Elektroauto

Beitragvon mstaudi » Do 18. Aug 2016, 11:19

Das liegt aber nicht am Motor, sondern an der Art der Ansteuerung, wie du schreibst, die Feldschwächung. Da gibt es verschiedene Methoden. Macht man um die Drehzahl nach oben zu bringen, überhalb der eigentlichen Nenndrehzahl des Motors...alles Auslegungssache des Antriebsstranges...
Gruß, mstaudi
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Re: Wirkungsgrad Elektroauto

Beitragvon Alex1 » Do 18. Aug 2016, 11:38

mstaudi hat geschrieben:
Das liegt aber nicht am Motor, sondern an der Art der Ansteuerung, wie du schreibst, die Feldschwächung. Da gibt es verschiedene Methoden. Macht man um die Drehzahl nach oben zu bringen, überhalb der eigentlichen Nenndrehzahl des Motors...alles Auslegungssache des Antriebsstranges...
Gruß, mstaudi
Schon klar :D

Trotzdem ist es ja der Motor, der eben nur durch solche Kunstgriffe auf höhere Drehzahlen zu bringen ist. Man hätte ihn ja gleich auf die höhere Drehzahl auslegen können... ;)
Herzliche Grüße
Alex
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Re: Wirkungsgrad Elektroauto

Beitragvon Karlsson » Do 18. Aug 2016, 12:20

graefe hat geschrieben:
Man liest, dass ein moderner Dieselmotor einen Wirkungsgrad von 45% hat.

Ja.....ABER:
Diesen Wirkungsgrad hat er bei einer bestimmten Drehzahl UND einem bestimmten Drehmoment.
Drehst Du höher oder niedriger, ist der Wirkungsgrad geringer.
Drehst Du optimal, aber hast mehr oder weniger Last als beim optimalen Punkt, ist der Wirkungsgrad geringer.
Durch das Getriebe mit diskreten Übersetzungen kann die optimale Drehzahl längst nicht in jeder Fahrsituation erreicht werden. Dazu sind die Motoren meist überdimensioniert, den optimalen Wirkungsgrad erreicht man dann erst bei höherer Leistung, die man im Fahrbetrieb aber selten hat. Auch ist der Wirkungsgrad in der Kaltlaufphase geringer - und die kann im Winter auch mal 20 oder 30km betragen. Damit entfällt oft ein Großteil aller Kilometer auf Kaltlaufphasen. Und im Leerlauf ist der Wirkungsgrad auch Null.
In der Praxis ist man von den 45% daher WEIT entfernt.

Alex1 hat geschrieben:
Trotzdem ist es ja der Motor, der eben nur durch solche Kunstgriffe auf höhere Drehzahlen zu bringen ist. Man hätte ihn ja gleich auf die höhere Drehzahl auslegen können...

Wenn Du mit der gleichen Spannung eine höhere Drehzahl erreichen willst, brauchst Du dann aber fürs gleiche Moment höhere Ströme und hast höhere ohmsche Verluste, die quadratisch vom Strom abhängen. Alternativ kannst Du beim Akku die Spannung hoch schrauben und mit demselben Motor höher drehen. Bedeutet aber auch wieder Aufwand. Wenn man die Zellen nicht ändern will, müsste man halt mehr davon verbauen.

Alex1 hat geschrieben:
Hat aber sonst keiner. Die Verluste des Getriebes bzw. die Kosten für Bau, Steuerung, Unterhalt etc. sind einfach zu groß.

Mir ist kein E-Auto ohne Getriebe bekannt. Lediglich bei Rollern.

Alex1 hat geschrieben:
Deshalb greift man zum Kunstgriff der Feldschwächung (eExperten bitte erklären...)

Bei der permanent erregten Maschine wird das Drehfeld so verändert, dass das Feld der Magneten geschwächt wird. Dadurch induziert der Motor eine geringere Spannung bei derselben Drehzahl, so dass man mit derselben Akkuspannung höher drehen kann. Man braucht dann aber mehr Strom für das gleiche Drehmoment und noch mal zusätzlich, um das Feld der Permanentmagneten zu schwächen.
Der Zoe hat keine Permanentmagneten, da werden einfach die Erregerspulen geringer bestromt. Also der Aufwand zur Feldschwächung wird geringer, dafür braucht man stets Strom für die Fremderregung.
Es ist ein Abwägen zwischen verschiedenen Übeln. Vom Wirkungsgrad wäre ein Schaltgetriebe einfach besser.
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Re: Wirkungsgrad Elektroauto

Beitragvon Alex1 » Do 18. Aug 2016, 12:41

Karlsson hat geschrieben:
Alex1 hat geschrieben:
Trotzdem ist es ja der Motor, der eben nur durch solche Kunstgriffe auf höhere Drehzahlen zu bringen ist. Man hätte ihn ja gleich auf die höhere Drehzahl auslegen können...
Wenn Du mit der gleichen Spannung eine höhere Drehzahl erreichen willst, brauchst Du dann aber fürs gleiche Moment höhere Ströme und hast höhere ohmsche Verluste, die quadratisch vom Strom abhängen. Alternativ kannst Du beim Akku die Spannung hoch schrauben und mit demselben Motor höher drehen. Bedeutet aber auch wieder Aufwand. Wenn man die Zellen nicht ändern will, müsste man halt mehr davon verbauen.
Danke für die Erläuterungen. Was ich meinte, war, dass man ja die Normdrehzahl auch auf Tempo 135 hätte legen können. Aber dann wäre wohl der Motor größer und teurer geworden. Und ich fahr ja eh 99% in Eco, kann also den schwächeren Wirkungsgrad oben raus verschmerzen :lol:
Alex1 hat geschrieben:
Hat aber sonst keiner. Die Verluste des Getriebes bzw. die Kosten für Bau, Steuerung, Unterhalt etc. sind einfach zu groß.

Mir ist kein E-Auto ohne Getriebe bekannt. Lediglich bei Rollern.
Ich meinte natürlich (und das weißt Du ja auch genau) ein Schaltgetriebe. Aber da ich auch mal gerne getrocknete Weinbeeren ausscheide, geht dieser Beckmesser in Ordnung :lol:
Alex1 hat geschrieben:
Deshalb greift man zum Kunstgriff der Feldschwächung (eExperten bitte erklären...)

Bei der permanent erregten Maschine wird das Drehfeld so verändert, dass das Feld der Magneten geschwächt wird. Dadurch induziert der Motor eine geringere Spannung bei derselben Drehzahl, so dass man mit derselben Akkuspannung höher drehen kann. Man braucht dann aber mehr Strom für das gleiche Drehmoment und noch mal zusätzlich, um das Feld der Permanentmagneten zu schwächen.
Der Zoe hat keine Permanentmagneten, da werden einfach die Erregerspulen geringer bestromt. Also der Aufwand zur Feldschwächung wird geringer, dafür braucht man stets Strom für die Fremderregung.
Es ist ein Abwägen zwischen verschiedenen Übeln. Vom Wirkungsgrad wäre ein Schaltgetriebe einfach besser
Nochmal danke für die Erläuterung, vielleicht hab ich´s jetzt kapiert... :lol:

Anscheinend aber ist der Aufwand für ein Schaltgetriebe so hoch, dass er den schwächeren Wirkungsgrad ausgleicht. Sonst gäbe es ja mehr davon. Hat eigentlich außer dem Stromos noch ein eAuto ein Schaltgetriebe?
Herzliche Grüße
Alex
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Re: Wirkungsgrad Elektroauto

Beitragvon meikel66 » Do 18. Aug 2016, 21:32

Also ich habe das nicht kapiert.

Die Drehzahl lässt sich bei Drehstrommotoren nur über die Frequenz regeln. Beim Drehstrommotor besitzt der Läufer einen Permanentmagneten (besserer Wirkungsgrad, schwächeres Drehmoment) oder Kurzschlussstäbe. Im letzteren Fall muss das Läuferfeld erst durch Induktion erzeugt werden. Einen Eingriff, das Läuferfeld zu schwächen ist in beiden Fällen nicht möglich. Und wenn ich das Ständerfeld schwäche, dann bringt der Motor nur weniger Leistung, die Drehzahl nimmt nur minimal ab. Ein Drehstrommotor dreht bei einer Frequenz von 50 Hz (Netzfrequenz) zwischen 2.800 bis 3.000 Umdrehungen pro Minute (Polpaarzahl = 1).

Um das Läuferfeld zu schwächen, muss ich einen Abgriff am Läufer anbringen. Dieser wird mit Kohlekontakten realisiert. Erst jetzt kann ich an die Läuferwicklung mit einer externen Schaltung verbinden. In der Anfangsphase der E-Mobilität wurden auch wirklich Motoren mit Kohlenbürsten eingesetzt. Der Wartungsaufwand ist aber zu groß. Wenn ich derartige Motoren (Reihenschluss-, Nebenschluss- oder Doppelschlussmotoren) einsetze, dann kann ich ihn auch gleich mit Gleichspannung betreiben. In diesem Fall reduzieren sich die Ummagnetisierungsverluste erheblich. Der Wirkungsgrad wäre insgesamt deutlich höher. Und ich könnte die Drehzahl relativ einfach über die Spannung regulieren.

Gruß
Meikel
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Re: Wirkungsgrad Elektroauto

Beitragvon Alex1 » Do 18. Aug 2016, 23:04

@Meikel66: Wenn ich das richtig verstehe, sprichst Du von einem Asynchronmotor. Die Zoe hat aber einen Synchronmotor. Weitere Erklärungen fallen aus mangels Kompetenz... :lol:
Herzliche Grüße
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