Wieviel Energie ist notwendig um ein Auto zu bewegen?

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Wieviel Energie ist notwendig um ein Auto zu bewegen?

Beitragvon Nichtraucher » Sa 11. Mär 2017, 10:49

Hallo zusammen,

mal eine Frage an die Physiker:

Wieviel Energie muss man aufwenden, um ein Auto zu bewegen?
Anders gefragt, was kann man durch Effienzgewinne noch erreichen?
Derzeit bewegt es sich ja grob gesagt zwischen rund 11,5 und 20 kWh je 100 km (je nach Fahrzeug), bei mitschwingen im Verkehr (Autobahn knapp 100 km/h).
Ist es realistisch mit "normalen" Autos (5 Sitze plus etwas Gepäck) noch deutlich weniger zu verbrauchen? Weniger als 10? Weniger als 8? Wo ist die Grenze?

Viele liebe Grüße

Klaus
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Re: Wieviel Energie ist notwendig um ein Auto zu bewegen?

Beitragvon Jack76 » Sa 11. Mär 2017, 11:44

In diesem Artikel: http://www.nie-mehr-benzin.de/2014/08/2 ... urgesetze/

Ist auch ne Excel-Datei verlinkt mit der Du die physikalischen Grenzen mal "ausloten" kannst... Viel Spaß beim rechnen (lassen)!

Ach und hier auch noch ein paar weitere Modellrechnungen auf Basis der Renault Zoe (kann man natürlich auf andere Modelle etc. ableiten): http://www.mx-electronic.com/pdf/Energi ... 0_km_A.pdf
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Re: Wieviel Energie ist notwendig um ein Auto zu bewegen?

Beitragvon Super-E » Sa 11. Mär 2017, 11:51

Hallo Nichtraucher,

Die nötige Energie die man braucht hängt im wesentlichen von Rollreibung, Luftwiderstand und sonstigen internen Verbrauchern ab. Des Weiteren gibt es dazu noch Verluste zwischen der gespeicherten Energie und der verwendeten. Wirkungsgradkette zwischen Akku und Rad (Motor, Ansteuerung) der Heizung/Kühlung und natürlich die kinetische Energie des Fahrzeugs, die beim Stop und Go zu Verlusten führt (Rekuperationswirkungsgrad).

Es gibt die Möglichkeit an all den Parametern noch zu optimieren. Und zwar deutlich mehr, als man noch bei Verbrennern schafft. Das meiste hat aber der Fahrer in der Hand. Bei hohen Geschwindigkeiten ist der Luftwiderstand so dominierend, dass man hier zwar mit besserm cW und geringer Stirnfläche zwar noch was rausholen kann, das Gleiche aber auch wenn man 10km/h weniger fährt.

Man kann ohne Weiteres den Energiebedarf eines Autos für gegebene Szenarien ausrechnen.
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Re: Wieviel Energie ist notwendig um ein Auto zu bewegen?

Beitragvon spark-ed » Sa 11. Mär 2017, 12:53

Es gibt physikalische Restriktionen, die eine wesentliche Verbesserung bei gleichen Rahmenbedingungen verhindern.
Ein, wie ich finde, guter Online-Rechner hierzu:
http://www.electromotive.eu/?page_id=12

Der Gesamtwirkungsgrad im Antriebsstrang bei einem E-Fahrzeug liegt selbst im ungünstigsten Betriebszustand praktisch immer über 75% (Produkt der Verluste aus Motor, Inverter, Batterie, Getriebe) da ist also nicht mehr sehr viel zu holen.
Der Rest sind im Wesentlichen Stirnfläche x Luftwiderstandsbeiwert und Rollwiderstand bedingt durch Fahrzeugmasse x Rollwiderstandsbeiwert.
Darüber hinaus ist der Sekundärverbrauch durch Heizung/ Klimatisierung ein großer Faktor in der Gesamtbetrachtung.
Hier ist eine effiziente Heizung (Nutzung Wärmepumpe) sowie Lüftungsmanagement und Dämmung entscheidend.

Bei einem Fahrzeug wie dem Ioniq sieht man den Effekt der Optimierungsmaßnahmen. (Geringe Stirnfläche, sehr guter cw Wert, Driver only Heizung)
Da ist vermutlich nicht viel mehr rauszuholen solange es noch halbwegs "gewohnt" aussehen soll.
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Re: Wieviel Energie ist notwendig um ein Auto zu bewegen?

Beitragvon Nichtraucher » Di 14. Mär 2017, 06:32

@all: Vielen lieben Dank! Das ist genau das was ich gesucht habe.

spark-ed hat geschrieben:
Es gibt physikalische Restriktionen, die eine wesentliche Verbesserung bei gleichen Rahmenbedingungen verhindern.
Ein, wie ich finde, guter Online-Rechner hierzu:
http://www.electromotive.eu/?page_id=12


Ja, der gefällt mir. Bei den einzugebenden Parametern muss ich mich wohl noch etwas einlesen. Erste Versuche führten zu viel zu hohen Verbräuchen.
Ok, wenn man Gegenwind und Steigung rausnimmt, geht es langsam in die richtige Richtung.

Ich bekomme es aber noch nicht ganz auf die Reihe (stehe auf der Leitung):

Wenn es z.B. heißt 10000 W erforderliche Antriebsleistung. Wie bekomme ich das auf eine Wegstrecke z.B. 100 km umgerechnet, bzw. auf eine Stunde. Die Antriebsleistung gilt ja für den Moment. Nicht eine Sekunde oder einen m.
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Re: Wieviel Energie ist notwendig um ein Auto zu bewegen?

Beitragvon millerthriller » Di 14. Mär 2017, 07:23

Nichtraucher hat geschrieben:
@all: Vielen lieben Dank! Das ist genau das was ich gesucht habe.

spark-ed hat geschrieben:
Es gibt physikalische Restriktionen, die eine wesentliche Verbesserung bei gleichen Rahmenbedingungen verhindern.
Ein, wie ich finde, guter Online-Rechner hierzu:
http://www.electromotive.eu/?page_id=12


Ja, der gefällt mir. Bei den einzugebenden Parametern muss ich mich wohl noch etwas einlesen. Erste Versuche führten zu viel zu hohen Verbräuchen.
Ok, wenn man Gegenwind und Steigung rausnimmt, geht es langsam in die richtige Richtung.

Ich bekomme es aber noch nicht ganz auf die Reihe (stehe auf der Leitung):

Wenn es z.B. heißt 10000 W erforderliche Antriebsleistung. Wie bekomme ich das auf eine Wegstrecke z.B. 100 km umgerechnet, bzw. auf eine Stunde. Die Antriebsleistung gilt ja für den Moment. Nicht eine Sekunde oder einen m.




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Re: Wieviel Energie ist notwendig um ein Auto zu bewegen?

Beitragvon millerthriller » Di 14. Mär 2017, 07:29

Der Verbrauch auf 100 km ergibt sich dann aus:

Antriebsleistung * (100 km / Geschwindigkeit)


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Re: Wieviel Energie ist notwendig um ein Auto zu bewegen?

Beitragvon spark-ed » Di 14. Mär 2017, 07:34

Beispiel 10000W und 50km/h

Leistung: 10.000W = 10kW
Zeit für 100km Wegstrecke: 100km/50km/h =2h
Somit ergibt sich aus einer Leistung von 10kW über 2Stunden eine Wirkarbeit von 10kW*2h = 20kWh.

Diese werden halt pro 100km verbraucht, also 20kWh/100km bei konstant 50km/h
(Nicht ganz praxistauglicher Wert aber 50km/h war halt einfach zu rechnen)
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Re: Wieviel Energie ist notwendig um ein Auto zu bewegen?

Beitragvon E-lmo » Di 14. Mär 2017, 08:37

Die Leistung stellt die Beziehung von Energie zur Zeit dar. Das sieht man gut, wenn man mit der Zeit erweitert: 10.0000W entsprechen 10.000Wh/h = 10kWh/h.
Die Geschwindigkeit stellt die Beziehung zwischen Weg und Zeit her z.B. bei km/h.
Wenn man jetzt Leistung durch Geschwindigkeit teilt, kürzt sich die Zeit heraus und man erhält die Einheit kWh/km. Gebräuchlich ist meist kWh/100km oder Wh/km, damit man nicht so kleine Werte von 0,x erhält.
Wenn ich jetzt für dein Beispiel 80km/h annehme, dann erhalte ich (10kWh/h)/(80km/h)=0,125kWh/km oder 125Wh/km oder 12,5kWh/100km.
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