Überlegungen zu Reichweite und schnellste Reisezeit

Chamäleon Lader und Ladeboxen - Themen, die das Laden des Renault ZOE betreffen

Überlegungen zu Reichweite und schnellste Reisezeit

Beitragvon AbRiNgOi » Do 25. Sep 2014, 14:31

Hi,

zwei Überlegungen treiben mich gerade um, gerne würde ich Eure Meinung dazu hören:

1.) Was ist die optimale Geschwindigkeit? Dazu die Physik: (ohne Herleitung, würde den Rahmen hier sprengen):

Optimum der Reisezeit (= Fahrtzeit+Ladezeit) ist erreicht wenn: Leistungsanteil Luftwiederstand * 2 = Ladeleistung
Will bedeuten: wenn ich an der nächsten Ladestation mit 22kW laden werde, muss ich 11kW in den Luftwiderstand stecken.
Damit ergibt sich beim schneller fahren mehr Ladezeit als Zeitgewinn, und Umgekehrt beim langsamer fahren mehr Zeitverlust als Ladezeitgewinn. In der Praxis wäre das etwa 90kmh.
Wenn ich aber mit 43kW laden könnte, wäre das Fahren mit 21kW möglich, also ca. 120kmh um das Zeitliche Optimum zu erreichen. Zu der schnelleren Ladezeit kommt dann auch das schnellere Fahren, man wird daher mit 43kW vieeeel schneller.

2.) Laden mit 43kW mit der ZOE gar nicht möglich? Meine Erfahrungen zeigen, dass die Ladezeit bei 43kW gerade gegen Ende sehr lang werden, wenn man also über 90% laden will oder muss (wegen der Reichweite) dauern die 10% schon mal 20-30min, wodurch der 43kW Effekt wieder weg ist. Wäre die Batterie doppelt so groß, würde jede Zelle wieder in ca. 1h aufgeladen sein, also genauso schnell wie heute die 22kW Ladung bei 22kWh Batterie. Daraus wieder meine Faustregel:
Maximale sinnvolle Ladeleistung in kW = Akku Kapazität in kwh, also 22kW Ladung bei 22kWh Akku und 43kW Ladeleistung bei 43kWh Akku.

Wenn ich nun 1 und 2 zusammenzähle, würde die ZOE mit doppelt großem Akku (zwar unter Verlust der tatsächlichen Reichweite und abhängig der verfügbaren 43kWh Ladestationen) am optimalsten mit 120kmh fahren und mit 43kW geladen werden. Dadurch bedeutet der große Akku einfach Geschwindigkeit ! (oder wer will weiterhin mit 90kmh fahrend eben Reichweite)

Und so freut sich der kleine Physiker auf den grooooßen Akku in der Zoe schon jetzt wie ein Kleinkind.

PS: Wien - Stuttgart am Montag haben mir viel Zeit zum Nachdenken gebracht, auch die Ladung in Wels mit 43kW und integrierter Ladeleistungsanzeige... der extreme Gegenwind (Sturm) hat mir zusätzliche 3 Stunden Zeit zum Nachdenken eingebracht :evil: Bericht dazu später nach der Heimreise nach Wien am Montag in der Kategorie "Treffen, Touren, Urlaub"
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Re: Überlegungen zu Reichweite und schnellste Reisezeit

Beitragvon rolandk » Do 25. Sep 2014, 15:16

Meine Erfahrungen sind da die gleichen.
Die 43kW sind eine tolle Sache, bei Langstreckenfahrten aber nur bedingt Reisezeit verkürzend. Sinnvoll eigentlich nur bei der Anfahrt zur 43kW Säule. Man kann die Batterie kräftiger leer fahren. Es bringt nämlich nichts, eine Batterie mit 60-70% SOC (ca. 50-60 km Reichweite) mit 43kW zu laden. Da kommen dann auch nur 22-26kW.

Interessant sind dann noch die Bergfahrten. Wenn Du die mit möglich wenig Verlust schaffst (langsamere Fahrt), kannst Du sie inkl. laden sogar schneller runter fahren. Wobei sich das in der Summe wahrscheinlich gleich bleibt, Wenn man aber mit Power die Berganfahrt nimmt, bekommt man evtl. gar nicht soviel bei der Bergabfahrt mit.....

OK, solche Gedanken macht sich wahrscheinlich nur jemand, der sonst nur mit Anhöhen <10m zu tun hat. Aber jetzt hier in Österreich sieht das alles etwas anders aus. Aber es ist immer wieder toll, wenn man sieht, das man Bergab wieder Energie in die Batterie bekommt. Das soll ein Verbrenner mal nachmachen!

Gruss
Roland
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Re: Überlegungen zu Reichweite und schnellste Reisezeit

Beitragvon ZOES » Do 25. Sep 2014, 21:59

AbRiNgOi hat geschrieben:
1.) Was ist die optimale Geschwindigkeit? Dazu die Physik: (ohne Herleitung, würde den Rahmen hier sprengen):

Optimum der Reisezeit (= Fahrtzeit+Ladezeit) ist erreicht wenn: Leistungsanteil Luftwiederstand * 2 = Ladeleistung
...


Kannst du für die Faulen unter uns die Herleitung bei Gelegenheit hier posten?
Danke.
:D
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Re: Überlegungen zu Reichweite und schnellste Reisezeit

Beitragvon umberto » Do 25. Sep 2014, 22:37

Grundsätzlich kann ich die Überlegung nachvollziehen. Je mehr Ladeleistung, desto höher die Fahrgeschwindigkeit für den höchsten Durchschnitt
opt_fahr_diag.png


Aber: wie kommst du bei 90 km/h auf 11 kW Luftwiderstandsleistung? Ich komme da nur auf 7 kW mit den Annahmen rho=1,17, CW*A=0,76 und PAero=Faero*v=0,5*rho*CW*A*V^3. Mit einem Rollwiderstand von 200 N komme ich auf ca. 12 kW für 90 km/h.

Das wiederum würde bei Ausnutzung der 22 kWh zu einer Reichweite von 166 km führen, was halbwegs zu den Hilden-Ergebnissen (159 km im Mittel für die 90 km/h-Gruppe) paßt.

Die Frage ist auch, ob der reale Abstand zwischen 2 Ladesäulen das Ergebnis beeinflusst...

Zum Rumspielen ein ODS(Open Office) im Anhang.
optimales_fahren_und_laden.ods
(32.46 KiB) 93-mal heruntergeladen


Gruss
Umbi
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