Hitzestau im Elektromotor beim abstellen

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Re: Hitzestau im Elektromotor beim abstellen

Beitragvon ngier » Mi 12. Sep 2018, 11:53

bm3 hat geschrieben:
Wenn sie Kühlung brauchen dann nur während der Motor läuft.


Danke, dass sollte eigentlich genügen.


Ich frage mich halt nur, (wieder mal über den Tellerrand schauend) warum die "alten" Motoren in meinem Hubschrauber (noch ohne effektiverer Luftkühlung) Kugellagerschäden weitaus früher hatten. Ich hatte das dem Hitzestau und dem Fettverlust in den Lager zugeschrieben.
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Re: Hitzestau im Elektromotor beim abstellen

Beitragvon MaXx.Grr » Do 13. Sep 2018, 00:38

Spüli hat geschrieben:
Du unterstellst in deinen vielen Threads ja immer wieder etwas seltsame Probleme.


Ja, ein Problemsucher ist er... Mißbraucht wertvolle Zeit der Foristen :-/
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Re: Hitzestau im Elektromotor beim abstellen

Beitragvon OlafSt » Do 13. Sep 2018, 08:20

Ich finde das keineswegs "Zeitfressend". Sind schließlich Fragen, die aufkommen können. Hat ja auch keiner darüber nachgedacht, das der Verbrenner, im Sommer auf einer Wiese abgestellt, das ganze trockene Gewächs unter sich entzünden kann - bis es mal passiert ist.

Nichtsdestotrotz, Elektromotoren entwickeln nicht annähernd so viel Abwärme wie ein Verbrenner, der ja gute 70% der Energie im Benzin in Wärme umwandelt. Also keine Sorge.
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Re: Hitzestau im Elektromotor beim abstellen

Beitragvon ngier » Do 13. Sep 2018, 08:51

OlafSt hat geschrieben:
Nichtsdestotrotz, Elektromotoren entwickeln nicht annähernd so viel Abwärme wie ein Verbrenner, der ja gute 70% der Energie im Benzin in Wärme umwandelt. Also keine Sorge.


Ihr habt mich in diesem Punkt überzeugen können, auch wenn es für mach einen unpassend und kaum auszuhalten war!


Ich bin ja auch nur ganz zufällig in den ganzen Zirkus hineingerutscht, weil ich mir kurzentschlossen in einem Autohaus den i3 angeschaut hatte. Vorher hatte ich gefühlt noch keine Probleme. (nun ja, etwas gelogen, bezüglich der Probleme, habe ich schon)


Aber sagt man denn nicht: ............. Erfahrung ist die Summe aller Fehler ?

Oder: ...... ........ ....... ...... ....... .Der Dumme mach diese, (also die Fehler) der Schlaue lernt aus den Fehlern der anderen ?
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Re: Hitzestau im Elektromotor beim abstellen

Beitragvon Helfried » Do 13. Sep 2018, 09:30

OlafSt hat geschrieben:
Nichtsdestotrotz, Elektromotoren entwickeln nicht annähernd so viel Abwärme wie ein Verbrenner, der ja gute 70% der Energie im Benzin in Wärme umwandelt. Also keine Sorge.


Wer schon mal mit Magneten hantiert hat, sieht das differenzierter. Magnete können binnen Sekunden durch Hitze sterben. Ich wollte schon mal ein Kabel an einem Magneten anlöten. Autsch...
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Re: Hitzestau im Elektromotor beim abstellen

Beitragvon OlafSt » Do 13. Sep 2018, 10:22

Es geht hier ja auch um die Hitzeentwicklung eines E-Motors - nicht darum, das die Permanentmagnete (wie wir alle im Physikunterricht (oder schreibt man das inzwischen Füsiek ?) 6. Klasse gelernt haben) durch Hitze entmagnetisieren ;)

Zuviel Wärme macht alles kaputt ;)
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Re: Hitzestau im Elektromotor beim abstellen

Beitragvon AgV8DdmU » Do 13. Sep 2018, 10:39

OlafSt hat geschrieben:
Ich finde das keineswegs "Zeitfressend". Sind schließlich Fragen, die aufkommen können. Hat ja auch keiner darüber nachgedacht, das der Verbrenner, im Sommer auf einer Wiese abgestellt, das ganze trockene Gewächs unter sich entzünden kann - bis es mal passiert ist.

Nichtsdestotrotz, Elektromotoren entwickeln nicht annähernd so viel Abwärme wie ein Verbrenner, der ja gute 70% der Energie im Benzin in Wärme umwandelt. Also keine Sorge.


Aktuelle Wärmekraftmaschinen bei LKW/PKW haben aber auch eine sehr effektive Kühlung mit Medien, die eine hohe Wärmekapazität haben. Die können Wärmespitzen im Motor nach dem Heiss-Abstellen relativ gut dämpfen.
Ausnahme ist hier der Turbolader, der nicht in dem Umfang gekühlt wird. Hier verkokt manchmal das Öl nach einem Heiss-Abstellen.
Die Abgasreinigung mit passiver Luftkühlung braucht hier manchmal auch einen nachlaufenden Lüfter, um nach einem Regenerationszyklus nicht zu überhitzen, wenn der Motor abgestellt wird.

Effektiv sind die Elektromotoren, aber auch hier werden Verluste erzeugt. Und wenn es nur 2,5% im Motor und 2,5% im Untersetzungsgetriebe (2 Zahnräder + 4 Lager) sind. Bei schneller Fahrt >130km/h werden min. 30kW gebraucht => 5% => 1,5kW Verlustleitung => 1,5kW Wärme die auf Dauer weg muss.
Aufgrund der kompakten Bauweise und meist einer einfachen Luftkühlung kann sich das System dann durchaus deutlich erwärmen. Durch die aktive Luftkühlung werden Teile des Motors an der Oberfläche durch den Luftstrom gekühlt. Im Kern sind einige Teile vom Motor aber deutlich wärmer als auf der gekühlten Oberflächen. Das funktioniert im Betrieb sehr gut, jedoch kommt es beim Abstellen der Motors (und der dann fehlende Luftkühlung) zu einer weiteren Erwärmung der bisher gekühlten Bereiche.
Die im Motor gespeicherte Wärmemenge bleibt nach dem Abstellen erstmal nahezu konstant, aber die Verteilung der Temperatur im Motor ändert sich => das könnte dann einige Bauteile durchaus beschädigen.
Gutes Design und richtige Wahl der vorher gekühlten Oberflächen sollte dies aber vermeiden helfen. Ggf. sind hier eine Wasserkühlung oder große Rippen sinnvoll.

BTW: LED-Lampen sind ja auch furchtbar effektiv, trotzdem werden einige davon im Betrieb sehr sehr warm. Es gibt immer noch LEDs, die passive Kühlkörper und ein gutes Gehäuse Design brauchen, um nicht zu überhitzen. Die Wärme lässt LEDs dann sehr schnell altern...

Getriebe (Schaltgetriebe und Differential) im PKW werden bei hoher Last auch gerne sehr sehr warm.
Traktorgetriebe werden beim schweren Pflügen durchaus um die 80-100°C warm... auch hier brennt dann gerne mal ein trockenes Feld ab.

Nachtrag zum Verbrennungsmotor:
Die 60-80% Abwärme ist korrekt, aber davon verschwindet schon mehr als die Hälfte über die Abgase nach "draußen".
Grob bilanziert über 100% Energieinhalt des Kraftstoffes:
* 30% => aktive Kühlung / Wärmestrahlung
* 30% => Verschwindet mit den Abgasen
* 10% => Mechanische Verluste (innere Reibung Motor, Getriebe, Antriebswellen, Lager, …)
* 30% => Überwindung der Fahrwiderstände (Rollreibung, Luftwiderstand, Steigungen, …)

Fun fact am Rande: der Audi A2 3L konnte ab -5°C Außentemperatur nicht mehr den Innenraum auf 20°C halten. Die Kühlwassertemperatur ist dann auf unter 55°C gefallen im Landstraßenverkehr (Verbrauch dann ca. 3ltr/100km).

Nachtrag2:
Beim meinen theoretischen Betrachtungen zum Verbrauch von Elektro-Autos gehe ich immer von ca. 10% Verlusten im Antriebsstrang aus (gemäßigte ruhige Fahrweise).
Grob geschätzt verteilen sich die Verluste bei mir wie folgt:
* 2% E-Motor selbst
* 2% Untersetzungsgetriebe (2 Zahnräder mit 4 Lagern)
* 2% Antriebswellen (2 Gelenke)
* 2% Leitungselektronik
* 2% Stromentnahme aus dem Akku

Rollwiderstand der Reifen wird hier separat nach Fahrzeuggewicht und Reifenlabel berechnet.
Ungünstige Akkutemperaturen und Ladeverluste sind hier erstmal nicht berücksichtigt. Können aber im Bereich von 10-20% durchaus interessant sein. Siehe #rapidgate beim neuen LEAF.

Bisher passte Theorie und Praxis immer relativ gut zusammen.
Bei sehr hoher Leistungsanforderung werden sich die Wirkungsgrade im Bereich Elektromotor und Akku sicherlich etwas verschlechtern. Siehe ZOE...
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Re: Hitzestau im Elektromotor beim abstellen

Beitragvon Mei » Do 13. Sep 2018, 16:51

AgV8DdmU hat geschrieben:
....
* 2% E-Motor selbst......


Im Leben nicht.
eher 10 %
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iOn 09/16 [BEV]
3L 03/03 [TDI]
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Re: Hitzestau im Elektromotor beim abstellen

Beitragvon TMi3 » Do 13. Sep 2018, 17:08

Evtl. bei 10km/h, bei 80km/h sind es eher 3%.
(kann man ggf. im Buch von David Bricknell zum i3 nachlesen)
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Re: Hitzestau im Elektromotor beim abstellen

Beitragvon E-Mobil-Foo » Do 13. Sep 2018, 19:45

Hochlastiger Betrieb müßte die Batterie und den Antriebsstrang samt Elektronik thermisch fordern. Erinnerungsmäßig läuft nach Abstellen bei manchen E-Mobilen die Wasserpumpe eine Zeit lang weiter. Das Hitzeverhalten des Antriebsstranges ist doch nur ein Krümel all der anderen potenziellen Wagnisse bzw. Entwicklungsfehler - allein fehlende Akkukühlung oder fehlende Temperaturüberwachung an den LEDs kann ggf. derbe Probs erzeugen. Jeder Ing ist gezwungen das Optimum zwischen minimalem technischem Aufwand, gemischtkalkulatorischer Ausfallwahrscheinlichkeit und erwartbarer Haltbarkeit zu erzielen - sonst kann er gehen.
Hat man Bedenken in ein neu entwickeltes Fahrzeug, das hätte ich, bietet sich immer die 5 Jahres Garantie an.
Zuletzt geändert von E-Mobil-Foo am Do 13. Sep 2018, 19:57, insgesamt 1-mal geändert.
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