Effizienz beim Beschleunigen/Rekuperieren

Alles rund um die Batterie und Reichweite des Renault ZOE

Effizienz beim Beschleunigen/Rekuperieren

Beitragvon samuel2612 » Do 16. Jun 2016, 12:43

ich fahre jetzt seit ca. 30000Km mit Zoe (Q210) durch die Gegend und frage mich immer wieder welche Methode beim Beschleunigen effizienter ist. Welche Erfahrung habt ihr gemacht?

Beschleunigen:
1. Schnell auf die Zielgeschwindigkeit (100Km/h) mit ca 75% (gelb) Fahrpedal und dann zurückgehen und mit weniger Fahrpedal die Geschwindigkeit halten.
2. Langsam(ca 10-18kW), dafür länger auf die Zielgeschwindigkeit hinarbeiten.

Rekuperieren
1. mit wenig Rekuperation (-1 bis -4kW), dafür langsamer bergab (Hindernispotenzial ;) ).
2. mit hoher Geschwindigkeit bis kurz vors Ortsschild und dann im max. Rekuperationsbereich Geschwindigkeit abbauen
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Re: Effizienz beim Beschleunigen/Rekuperieren

Beitragvon AbRiNgOi » Do 16. Jun 2016, 14:23

Zur Physik: es gibt drei Verluste die zu beachten sind: 1. Reibung: bleibt gleich, daher wurscht.
2.) Luftwiderstand: je langsamer desto besser, daher langsam beschleunigen und langsam rekuperieren.
3.) Wirkungsgrad Antrieb/Batterie. Da ist der Wirkungsgrad bei hohen Leistungen besser als bei kleinen Leistungen.

Daher ist 2 und 3 gegenläufig. Daher gibt es sicher einen Punkt zwischen Volllast und schleichen. Aber wo? Da es beim Beschleunigen nur kurz langsamer ist, würde ich sagen gut Beschleunigen ist ein guter Wirkungsgrad, das kurze tragen der Hohen Geschwindigkeit kleiner. Beim Bremsen wäre die hohe Geschwindigkeit lange und wird daher stärker wiken und da gilt sicher wieder die 90kmh Grenze wo der Luftwiderstand extrem wird.
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Re: Effizienz beim Beschleunigen/Rekuperieren

Beitragvon umberto » Do 16. Jun 2016, 20:01

AbRiNgOi hat geschrieben:
Da ist der Wirkungsgrad bei hohen Leistungen besser als bei kleinen Leistungen.


Bist Du sicher? Die Verluste sind proportional zu I^2. Müßte man mal ausrechnen, was schwerer wiegt, die lange Zeit oder der höhere Verlust.

Daher gibt es sicher einen Punkt zwischen Volllast und schleichen. Aber wo?


Mein Bauchgefühl: näher beim schleichen.

Gruss
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Re: Effizienz beim Beschleunigen/Rekuperieren

Beitragvon umberto » Do 16. Jun 2016, 20:44

Habe mal ein bißchen gespielt.

Ich habe die Energie ausgerechnet, die bei einer Beschleunigung von 0-70 km/h bei einer konstanten Leistung verbraucht wird (Luft- und Rollwiderstand berücksichtigt, im Prinzip muß man das integrieren, ich habe es in Steps zerlegt).

Aus der Leistung habe ich einen Strom errechnet und mit dem Strom und einem fiktiven Verlustwiderstand die Energie errechnet, die über die Verlustleistung verloren ging.
Diese addierte Energie habe ich über der Leistung aufgetragen. Jede Kurve entspricht einem fiktiven Verlustwiderstand.

energie_effiienz.png
energie_effiienz.png (9.18 KiB) 1529-mal betrachtet


Je höher der fiktive Innenwiderstand ist, desto größer werden die Verluste bei hohen Leistungen, klar.

Was ich spannend finde: im Forum geistert ja so die Regel herum, nicht über 20 kW zu beschleunigen, wenn man ideale Reichweite haben will. Das stützt das Diagramm ganz massiv.

Habe ich nen Denkfehler? Arno, was meinst Du?

Gruss
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Re: Effizienz beim Beschleunigen/Rekuperieren

Beitragvon Hachtl » Do 16. Jun 2016, 22:02

Also bei meiner Reichweitenfahrt habe ich gemerkt, daß der Verbrauch am geringsten ist, wenn man mit <10kW beschleunigt.... damit beschleunigt man natürlich seeeeeehr langsam ....
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Re: Effizienz beim Beschleunigen/Rekuperieren

Beitragvon AbRiNgOi » Fr 17. Jun 2016, 08:49

umberto hat geschrieben:
[..]
Bist Du sicher? Die Verluste sind proportional zu I^2. Müßte man mal ausrechnen, was schwerer wiegt, die lange Zeit oder der höhere Verlust....


Da war doch ein Post von Dir..
http://www.goingelectric.de/forum/renault-zoe-batterie-reichweite/leistungsbedarf-was-passiert-denn-da-t1990.html#p32769

In der Automobilindustrie sehen die Kennfelder aber eher so aus:
2016-06-17_08h41_57.png
Achtung, hier ist Rot gut, beim alten Posting war's umgekehrt...


Und diese Motoren sind so ausgelegt, dass der gute Wirkungsgrad bis zum sechstel des möglichen Drehmomentes dargestellt werden kann. Das Bild, und ich find auf die schnelle kein besseres, ist ohne Untersetzung am Rad, daher die niedrigen Drehzahlen, aber mit weniger Durchmesser und weniger Wicklungen kann man das gleiche mit schneller drehenden Motoren erreichen, so etwa bis 4000Umin. (zumindest ist es eine Fremderregte Maschine mit Felderhöhung im Teilllastbereich :) ich hoffe das kann die ZOE.

Jetzt wäre es interessant, dieses Bild in Deine Formel zu übernehmen, weil da sieht es so aus, wie wenn man im unteren Drehzahlbereich nicht so toll aufs Gas gehen sollte, ab einem drittel der Enddrehzahl aber schon, und da wirkt der Luftwiederstand...
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Re: Effizienz beim Beschleunigen/Rekuperieren

Beitragvon eve » Fr 17. Jun 2016, 10:29

Schönes Kennfeld.

Solange die Zeit halbwegs von Relevanz ist, ist i. d. R. das zügige Beschleunigen das Beste. Das wird auch von AbRiNgOis Diagramm gestützt. Zwar ist der Wirkungsgrad bei niedrigen Geschwindigkeiten eher niedrig. Dieser Bereich wird aber schnell durchfahren. Bis 1400 hat der Motor beim Betrieb an der Leistungsgrenze (max. Drehmoment) offensichtlich den besten Wirkungsgrad.

Energie und Zeitoptimal sieht der Verlauf deshalb so aus

  1. Maximal Beschleunigen
  2. Ausrollen
  3. Maximal Rekuperieren
  4. Mechanisch Bremsen (da minimale Rekuperationsgeschwindigkeit unterschritten)

Je nachdem wie lang die Strecke ist, bzw. wie viel Zeit man aufwenden will, sind die Phasen unterschiedlich lang. Offensichtlich kann man oft nicht allzu lang beschleunigen, da man die zulässige Höchstgeschwindigkeit erreicht. Wenn man dann mit recht kleinem Drehmoment im oberen Geschwindigkeitsbereich fährt um die Geschwindigkeit zu halten, ist das theoretisch nicht optimal (im Diagramm rechts unten). Deshalb wird auch teils das "Zickzack" fahren propagiert - sprich: Beschleunigen - Ausrollen - Beschleunigen - Ausrollen.

Das obige Schema ist natürlich nur grob. Tatsächlich spielen ja viele Dinge wie der sich ändernde Fahrwiderstand (Steigungswiderständ, Kurvenwiderstand, Wind, etc...), die sich ändernde ZHG und unvorhergesehene Ereignisse eine Rolle. Teils könnte es auch günstiger sein anstatt auszurollen, leicht zu rekuperieren um Nebenverbraucher mit Strom zu versorgen, anstatt diesen noch aus der Batterie zu holen. Kommt wohl auf die Wirkungsgradkennlinien/-felder an. Ggf. kann es auch sein, dass man für eine Energieoptimale Fahrt bei vorgegebener Mehrfahrzeit (im Bezug auf die schnellstmögliche Fahrt), bereits früher anfangen muss gemischt zu bremsen (elektrisch + mechanisch), dass also die mechanische Bremse noch vor der minimalen Rekuperationsgeschwindigkeit zum Einsatz kommt.

Aber wie gehabt: Grob denke ich es kommt so hin. Um es genauer sagen zu können müsste Strecke, Fahrzeug inkl. Antriebsstrang und dessen Eigenschaften und und und bekannt sein.

Also mein Tipp: Zügig beschleunigen, Geschwindigkeit halten (da für eine Zickzackfahrt meist der Nerv fehlt) oder Ausrollen und am Schluß rekuperieren/bremsen. Natürlich kann man auch bis zum Schluss ausrollen. Dauer halt länger und macht man im fließenden Verkehr nicht, es sei denn man will sich mit anderen Fahrern anlegen...
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Re: Effizienz beim Beschleunigen/Rekuperieren

Beitragvon eDEVIL » Fr 17. Jun 2016, 10:49

Hachtl hat geschrieben:
Also bei meiner Reichweitenfahrt habe ich gemerkt, daß der Verbrauch am geringsten ist, wenn man mit <10kW beschleunigt.... damit beschleunigt man natürlich seeeeeehr langsam ....

Wie ahst Du das konkret fest gestellt?

Verbrauch ist das ein, aber aus dem Akku entnehmbare energie das andere.
Bei meiner Rekordfahrt habe ich nie mehr als 5KW abgerufen.

20KW sehe ich als gute Richtung, da dort das Laden auch sehr effizient ist.

Reku mit kleiner Leistung dürfte recht ineffizient sein. Lasse dann heer rollen und dann srompedal los lassen, was ja dann je anch geschwindigkeit 10-20KW sind
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Re: Effizienz beim Beschleunigen/Rekuperieren

Beitragvon Lenzano » Fr 17. Jun 2016, 12:26

Ich habe im Stadtverkehr folgende Beobachtung gemacht:
Starkes Beschleunigen auf 5-10kmh über zul. Geschwindigkeit (bringt genügend Abstand zum Hintermann :) ),
Ausrollen lassen bis Bremsung nötig ist, Bremsung dann möglichst mit starker Rekuperation erzeugt im Eco Display einen niedrigeren Stromverbrauch im Schnitt... bei mir derzeit etwa zwischen 13 und 13,1kWh/100km
Das würde oben geschriebenes bestätigen.
Ansonsten fahre ich eher zwischen 13,4 und 13,6kWh/100km im Schnitt.
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Re: Effizienz beim Beschleunigen/Rekuperieren

Beitragvon Hachtl » Fr 17. Jun 2016, 22:49

eDEVIL hat geschrieben:
Bei meiner Rekordfahrt habe ich nie mehr als 5KW abgerufen.


Oh je ... noch langsamer beschleunigen .... puuuuh ...
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