Wirkungsgradverbesserung EV Komponenten

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Re: Wirkungsgradverbesserung EV Komponenten

Beitragvon mustanse » Mi 16. Mär 2016, 19:34

Auch mit positiver Einstellung zu den beiden Plugin-Hybriden glaube ich nicht, dass die beiden elektrisch sparsamer sind, als vollelektrische Pkw. Wer damit unter 10kwh auf 100km erreicht, erreicht das bei gleichen Bedingungen auch mit ähnlich schweren E-Fahrzeugen. Die bei beiden vorhandenen Planetengetriebe haben in diesem Modus auch theoretisch keine positiven Wirkungen, weil HSD und Ampera in diesem Modus ausschließlich von dem Motor am Getriebeausgang (im Toyota dann MG2) angetrieben werden. Der Rest ist inaktiv bzw. wird mitgeschleppt.
Wenn man ein Planetengetriebe wie beim Toyota HSD einsetzen will, braucht an aber schon drei E-Maschinen, da steht der Aufwand vermutlich in keinem guten Verhältnis zum evtl. möglichen Gewinn.
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Re: Wirkungsgradverbesserung EV Komponenten

Beitragvon mmm » Mi 16. Mär 2016, 20:23

Ein paar Daten was meine Schätzung zu Wirkungsgradverbesserungen bei größeren Akkus betrifft:
Angenommen, der Bordcomputer lügt mich nicht an:
Bei flotter Fahrt (150 km/h) benötige ich ca. 40 kW, das ist ca. 1/2 C.
Bei Schleichfahrt (80 km/h und ideale Bedingungen), ca. 8 kW = ca. 1/10 C.
Entnehmbare Kapazität: 68 kWh gegen 72 kWh (mein Akku hat schon weit mehr als 100 tkm drauf).
Differenz: 5 %.
Nehme ich nun überschagsmäßig einen aus der Kompaktklasse:
20 kWh Kapa, sagen wir der Akku wird in einer Stunde leer gemacht (z. B. 120 km/h), liegen wir bei 1 C.
Wäre der Akku doppelt so groß, wäre es nur 1/2 C und dadurch müsste die entnehmbare Kapazität und somit der Wirkungsgrad höher werden.
Das ist ja sogar kurzfristig zu erwarten - größere Akkus - was uns wohl alle freuen wird.

Was die Motorkonzepte betrifft, hatte ich mal eine tolle Diskussion mit Karlsson. Ich hab aber so das Gefühl, dass es ziemlich egal ist - alle Hersteller scheinen ein gutes System für den Einsatzzweck zu haben.

Die Sache mit dem Getriebe bezweifle ich - die Verluste im Getriebe dürften zu hoch sein oder den Wirkungsgradgewinn zunichte machen.
Tesla hat es im ersten Roadster probiert und fallen gelassen. Aber wer weiss?
Vor ein paar Jahren hätte ich gewettet, dass ein Radnabenmotor perfekt sein müsste. Kein Getriebe, nicht mal Differenzial. Und Torque Vectoring.
Aber E-Maschinen brauchen höhere Drehzahlen als die am Rad - oder viele, viele Spulen um es auszugleichen - also schwer.
Vielleicht 1 E-Motor pro Rad, aber nicht am Rad direkt sondern mit Antriebswelle, um kein Getriebe mehr zu benötigen.
Aber im Moment sieht es nicht so aus, als würde ein Hersteller davon begeistert sein.
Vielleicht entwickelt mal jemand ein energiesparendes Getriebe, dann wärs doch interessant...

Was mich mal interessieren würde, wäre die Aerodynamik. Spalten abkleben, Radhäuser abdecken, vorderes Kennzeichen weg (vielleicht motiviert das die Regierung, wenn es was bringt?).
Björn wollte es mal testen, wenn sein Heck voll Schnee ist, der sich möglicherweise aerodynamisch ideal anlegt.
Aber auf den Test warte ich noch vergebens...

Zur Wirkungsgradverbesserung fällt mir sonst nur noch eine Komponente ein: der Fahrer.
Gut, altes Thema, das war auch schon bei Verbrennern so.
Vorausschauendes Fahren, geringe Ausschläge der Leistung in + und -. Gering deshalb, um in niedrigen C-Bereichen zu sein.
Und segeln natürlich...

Dann nochmal die Sache mit dem Luftwiderstand - hat zwar nicht direkt etwas mit dem Wirkungsgrad zu tun, aber das Windschattenfahren.
Legal ausgeübt bringt es nicht viel - aber wenigstens etwas.
Wenn es durch die technischen Neuerungen wie div. Autopilotfunktionen legal wäre, sich hinter einen LKW oder SUV zu begeben mit geringem Abstand, das wäre etwas.
Diverse Hersteller haben solche Konzepte präsentiert, auch hier im Forum wurde mal ein tolles Video verlinkt.
Aber ich sehe es immer noch nicht in der Praxis... wird Zeit!
Ob ich das dann wirklich haben wollte, weiß ich auch nicht - Steinschläge - und selbst fahren macht ja auch Spaß...

Grüße,

mmm
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Re: Wirkungsgradverbesserung EV Komponenten

Beitragvon umberto » Mi 16. Mär 2016, 21:59

mmm hat geschrieben:
Was mich mal interessieren würde, wäre die Aerodynamik. Spalten abkleben, Radhäuser abdecken, vorderes Kennzeichen weg (vielleicht motiviert das die Regierung, wenn es was bringt?).


Spalte und Kennzeichen kannst Du vergessen. Wenn Spalte abkleben was bringt, hast Du schon was falsch gemacht.

Radhäuser abdecken bringt vor allem vorne was...blöd, daß da die gelenkten Räder sind.
Ford war mit dem Probe IV/V schon in den 80ern bei CW<0,15, BWM jetzt angeblich bei 0,18, ist aber alles nicht praxisgerecht.
CW=0,20 ist schon ne Schallmauer für ein reales Fahrzeug, drunter wird's esoterisch. Mercedes hat Autos mit 0,22 und 0,23 in Serie...

Rollwiderstand ist gewichtsabhängig, da bringt Massereduzierung ein bißchen. Aber: leicht+crashsicher=teuer.
Bei 60-70 km/h sind Roll- und Luftwiderstand etwa gleich groß, d.h. Luftwiderstand bringt vor allem was auf der Autobahn. Aber mehr als 10% Verbesserung (nur für den Autobahnanteil!) sind praktisch nicht wirklich drin.
Was am meisten bringt, ist langsamer fahren (wissen wir alle). Leistungsbedarf steigt mit Geschwindigkeit hoch 3.

Wenn es durch die technischen Neuerungen wie div. Autopilotfunktionen legal wäre, sich hinter einen LKW oder SUV zu begeben mit geringem Abstand, das wäre etwas.


Und wer bezahlt dem LKW den Mehrverbrauch? Glaub bloß nicht, daß das rückwirkungsfrei ist.

Gruss
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Re: Wirkungsgradverbesserung EV Komponenten

Beitragvon spark-ed » Mi 16. Mär 2016, 22:12

umberto hat geschrieben:
Und wer bezahlt dem LKW den Mehrverbrauch? Glaub bloß nicht, daß das rückwirkungsfrei ist.


Das ist ein verbreiteter Denkfehler.
Die Aerodynamik des voraus fahrenden Fahrzeug verbessert sich sogar, damit sinkt der Verbrauch beider Fahrzeuge.
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Re: Wirkungsgradverbesserung EV Komponenten

Beitragvon umberto » Mi 16. Mär 2016, 22:15

spark-ed hat geschrieben:
Das ist ein verbreiteter Denkfehler.
Die Aerodynamik des voraus fahrenden Fahrzeug verbessert sich sogar, damit sinkt der Verbrauch beider Fahrzeuge.


Deine Aussage ist in dieser pauschalen Form nicht richtig.

Gruss
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Re: Wirkungsgradverbesserung EV Komponenten

Beitragvon spark-ed » Mi 16. Mär 2016, 22:26

Nun ja. Mag vielleicht in besonderen Ausnahmen nicht pauschal anwendbar sein.
Ist auf jeden Fall richtiger als dem Windschattenspender pauschal einen Mehrverbrauch zu attestieren, das stimmt zumindest überwiegend nicht.
Der Gewinn ist in der Praxis wohl eher nur theoretischer Natur, jedoch glättet ein dicht auffahrendes Fahrzeug die Turbulenzen hinter dem LKW was zu einem geringeren Druckgefälle und somit theoretisch verringertem Fahrwiderstand führt.
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Re: Wirkungsgradverbesserung EV Komponenten

Beitragvon umberto » Mi 16. Mär 2016, 22:41

spark-ed hat geschrieben:
Der Gewinn ist in der Praxis wohl eher nur theoretischer Natur, jedoch glättet ein dicht auffahrendes Fahrzeug die Turbulenzen hinter dem LKW was zu einem geringeren Druckgefälle und somit theoretisch verringertem Fahrwiderstand führt.


Wenn Du den richtigen Abstand einhälst, kann der Aufstau der Luft vor Deinem Fahrzeug zu einem höheren Druck auf der Rückseite des vorausfahrenden Fahrzeugs führen und so dessen Luftwiderstand verbessern. Das ist aber ein ganz schmales Fenster und müßte für jede Fahrzeugkombination ermittelt werden. M.E. wäre das auch ein Abstand, wo sich Autopilot-Systeme verbieten sondern eine elektronische Kopplung der beiden Fahrzeuge notwendig wäre.

Kommst Du zu nah oder bist Du zu weit weg, störst Du die Abströmung des vorderen Fahrzeugs (gerade LKWs sind heute aerodynamisch optimiert, in Zukunft kommen auch noch die Trailer dran, weil das spürbare Summen über die großen Laufleistungen eines LKWs einsparen kann) und erhöhst dessen Luftwiderstand.
Da gab's auch mal einen Bericht über die verheerende Wirkung von Heckradträgern.

Und sobald etwas Seitenwind dazu kommt....

Es ist grad ein verbreitetes Dilemma in der Technik. Man weiß, wo man noch was optimieren könnte, hat aber in der Praxis dann soviele Pferdefüße dranhängen, daß es "besser" ist, einfach das billigste zu machen. :-(

Gruss
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Re: Wirkungsgradverbesserung EV Komponenten

Beitragvon Priusfahrer » Sa 19. Mär 2016, 19:42

mustanse hat geschrieben:
Wenn man ein Planetengetriebe wie beim Toyota HSD einsetzen will, braucht an aber schon drei E-Maschinen,


Die zweite E-Maschine ist nur nötig, weil der ICE weder ein Gegendrehmoment erzeugen noch rückwärts laufen kann. Das Problem hätte man bei 2 E-Maschinen am Hohl- bzw. Sonnenrad nicht.

Ich stelle mir vor, dass eine hochdrehende E-Maschine das Sonnenrad antreibt und eine zweite langsam drehendere Maschine am Hohlrad angeschlossen ist. Bei langsamen Geschwindigkeiten treibt überwiegend die hochdrehende Maschine an und die am Hohlrad liefert nur das Gegendrehmoment. Mit steigender Geschwindigkeit übernimmt immer mehr diese den Vortrieb, während die am Sonnenrad im Drehzahlbereich mit dem optimalen Wirkungsgrad verbleibt. Die Drehmomentschwäche bei höheren Geschwindigkeiten wäre so auch etwas abgemildert. Interessant für Elektrosportwagen.

Synkronmaschinen haben den Vorteil, dass man das Drehmoment und die Drehzahl in weiten Grnezen unabhängig voneinander regeln kann.

Ob das alles Wirkungsgradvorteile gegenüber dem Dualmotorsystem von Tesla bringt, kann ich nicht einschätzen. Wäre aber sicher für Klein- und Kompaktwagen mit Einachsantrieb nicht uninteressant.
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