Antrieb, Wärme und Kälte - Tesla Model S / X

[Karlsson]

Ist schon ein ausgeklügeltes Wärme- und Kälteremanagement, wie man es sonst nur von größeren Gebäuden kennt.

Da werden ja auch bis zu 90kWh verbraten und nicht nur knapp unter 20kWh (i3,Drillinge). Da ist halt auch mehr Potential.

[bm3]

Hallo,
das "ausgeklügelte" System bei Tesla ist unbedingt nötig, sonst geht nichts mehr und es geht dort wohl hauptsächlich um Kühlung von Komponenten. also Abwärme möglichst schnell von Komponenten wegzubringen . Sicher ist der Kompressor durch die Kühlung (auch des Innenraumes) schon zwischenzeitlich bei jedem Auto da und das zentrale Element, wird bei den gängigen sogenannten Wärmepumpenkonzepten anderer E-Fahrzeug-Hersteller auch für die Beheizung des Innenraumes gleich mitbenutzt, das ist ja gerade das Positive und der Kniff daran. Dazu sind aber einige Zusatzkomponenten im Kreislauf notwendig,er muss umgeschaltet werden, außerdem das Entwicklungs-Knowhow was wohl zuerst erarbeitet werden musste. Obs bei Tesla so gemacht wird ist mir ehrlich gesagt noch immer nicht klar .
Eigentlich ist bei Tesla deutlich mehr Abwärme vorhanden und der Innenraum im Verhältnis kaum größer. wenn man sich mal vor Augen führt dass bei konstanter Fahrt mit 100km/h und angenommen 15kwh/100km an Verbrauch immerhin noch gut. 1,5kW an Abwärme aus dem Antriebsstrang abgeführt werden müssen reicht das beinahe alleine aus um den Innenraum noch beheizen zu können. Da sind noch nicht die Wärmeverluste des Akkus beinhaltet.
Wenn ich Teslafahrer frage wissen die meisten nichts dazu.
Wer eine gute Luft-Wärmepumpe der neuen Generation zuhause stehen hat, dem ist auch klar dass die sogar bei -10 Grad Außentemperatur noch eine deutliches Plus an Wärme produziert gegenüber rein elektrischen Heizelementen. So what ?

Ich überlege gerade ob wir das hier nicht besser ausgliedern wenns hier nicht wieder zum Überschriftenthema langsam zurückfindet.Eigentlich schon zu weit weg vom Thema.

Viele Grüße:

Klaus

[mmm]

@ Karlsson :
Ich denke, gleich haben wirs...

Abwärme ist zu Fahrbeginn keine da, stimmt - also was soll man tun?
Ein PTC anzuwerfen scheint mir vernünftig, oder eben den Kompressor - je nach dem was effizienter ist.
Hat nicht sogar mal ein E-Auto eine Diesel befeuerte Standheizung gehabt? Da war doch mal was...

Dein Stand, dass "Tesla" keine WP verwendet könnte eventuell korrekt sein - "Tesla Roadster". Aber darüber weiss ich so gut wie nichts, aber das wäre eine Erklärung.
"Tesla Model S" wirft auf jeden Fall den Kompressor an - habe es im vorigen Post ausprobiert und beschrieben.

Zu Wärmepumpe und Nutzen der Abwärme glaub ich gibts noch das folgende Missverständnis:
Die Abwärme des Motors wird nicht direkt zum Heizen benutzt, das wäre natürlich Mist.
Sondern es wird der Kompressor benutzt, die Wärmepumpe.
Kalte Seite, heisse Seite.
Wenn die kalte Seite im Winter -10 Grad hat (=Umgebungsluft), ist das mühsam fürs System.
Wenn die kalte Seite im Winter bei -10 Grad aber auf 0 Grad gebracht wird, indem nicht die Umgebungsluft, sondern Antriebsabwärme verwendet wird (die paar lächerlichen Grad reichen schon), tut sich das System schon viel leichter (höherer Wirkungsgrad).

Das ist der Clou an dem System, wovon VW spricht. Bitte nicht verwechseln mit dem Heizen mit Motorwärme, das war zu Zeiten des Verbrenners.
Es wird die kalte Seite des Kompressors unterstützt (leicht erwärmt - wobei 0 Grad schon warm sind im Verlgeich zu minus 10) - aber das bringts eben.

Zum "Amerikanisch":
Ich schrieb ja nicht, dass bei +10 das PTC Element verwendet wird. Das wäre ja krank, hast Recht!
PTC ist wohl nur für Extremtemps da, um auch diesen Fall abzudecken...
Aber Du hast Recht: Range mode=off, Heizung voll aufdrehen im tiefen Winter beim "Kaltstart".
Es gehen an: Batterie-Heizung, Kompressor voll. Vermutlich auch ein PTC Element.
Alter Fuchs, da siehst dann tatsächlich die kWs an der Anzeige bei Stillstand. Amerikanisch!
Sitzheizung braucht zwar fast nix, aber ich bin ja ein Ami-Softie, also alles an was geht - was kostet die Welt. Ich hab dem Auto ja gesagt, mach schnell. Und das tut es auch so gut es geht.

Dann habe ich die Möglichkeit auf Non-Amerikanisch zu wechseln: Range Mode = on.
Keine Batterieheizung, HVAC auf halbe Leistung max. Über die restlichen Teile kann ich nichts aussagen.
Aber ich würde sagen, mit dieser Einstellung gilt das Ami-Vorurteil nicht mehr. Deutlich geringerer Verbrauch (laut Anzeige).

Dann für die "Harten Jungs": AC=off, die Sitzheizung muss reichen.
Also weniger Verbrauch geht nicht, je nach eigenem Empfinden kann ich verbraten oder sparen wie ich will.

Apropos HVAC (es war so offensichtlich, sorry dass ich erst jetzt draufkomme es zu verlinken):
https://en.wikipedia.org/wiki/HVAC
HVAC = heating, ventilating, and air conditioning
Das sollte die letzten Zweifel aus dem Weg räumen, ob das Model S eine WP hat oder nicht - oder hört selbst den Kompressor beim Heizen eines Model S.

Wenn ich bei Tesla was meckern würde, dann erstens dass kein Stern vorne drauf ist, und zweitens dass der Innenraum besser isoliert sein darf. Ist bei meinem alten auf jeden Fall wünschenswert, keine Ahnung ob die aktuellen Autos besser sind.

Ansonsten gleiche Erfahrung wie Du, Aufheizen ist etwas mühsam (fürs Auto - nicht für mich), auf Strecke ist der Verbrauch schon minimal, der Kompresor fährt ziemlich runter - sehe es an der Anzeige.

Zu VW und BMW mit REX: full ack - mehr kann man dazu nicht sagen, keine Ahnung was denen da eingefallen ist...


Nun zu den Motoren, ich bin sicher auch hier haben wir beide Recht!
Wiki: https://de.wikipedia.org/wiki/Drehstrom ... _Nachteile
Ein Nachteil der Async-Maschine:
"Insbesondere bei kleinen Ausführungen ca. 20 bis 30 % mehr Volumen bei gleichem Drehmoment gegenüber permanent–magnetisierten Synchronmotoren"
Ein Vorteil der Async-Maschine:
kurzzeitig stark überlastbar (bis größer 2× Bemessungsdrehmoment, bis größer 1,5× Bemessungsleistung abhängig von Motor-Kühlung und Überlastungsdauer)

Das meinte ich mit "höhere Spitzenleistungen".
Das ist ja auch hier der Clou von Tesla bzw. AsyncMaschinen.
Rate mal, welche Dauerleistung (m)ein Model S hat?
69kW, eingetragen im Zulassungsschein. Auch in Germanien übrigens, das Thema wurde auch schon einschlägig diskutiert.
Spitzenleistung: 310 kW.
Also Spitzenleistung (kurzfristig) = 4,5 Mal Dauerleistung.

Wiki sagt über Zoe (keine Ahnung ob 100 pro korrekt, das weisst Du besser als Experte):
https://de.wikipedia.org/wiki/Renault_ZOE
Leistung: maximal 65 kW / 43 kW Dauerleistung
Also Spitzenleistung = 1,5 Mal Dauerleistung.

Das ist der Unterschied. Schau mal, der Motor des Model S ist fast so groß wie von der Zoe. Ja, 50 % größer (Vergleich Dauerleistung) und 20-30 % größer wegen Async-Overhead.
Aber da gehen 310 kW raus statt 65 bei Zoe. Und das verkauft sich. Darauf stehen die Leute wie der Hund aufs Gebein. Damit werden Youtube-Videos gemacht wie es die Leute in den Sitz presst.

Und dieser "Schmäh" geht eben nur mit Async-Maschinen. Kleine Maschine, dicke Leistung. Spitzenleistung, nicht Dauerleistung! Das meinte ich. Hat aber auch zur Folge, dass beim Wetzen ein "bisschen" was an Abwärme abzuführen ist (siehe Meldung von bm3 - klingt sehr plausibel). Was im Winter förderlich sein soll.
Und die Anwärme dürfte nicht so wenig sein.

Jetzt wird gleich einer sagen "Mogelpackung!!" Wer meint, von mir aus. Rennstreckeneinsatz schaut nicht so gut aus. Aber in der Praxis merkt / stört das keine Sau. Ein Tesla-Fahrer kennt aber die gelb gestrichelte Begrenzungslinie, wenn man am Leistungslimit ist und zwangseingebremst wird (auf z. B. 160 kW statt 310 - immer noch genug).

Vom meinem vorigen Post:
Das Ding stand, und zeigte 160 Grad am Motor an. Akku 20 Grad. Also sieht nicht sehr nach sportlichem Fahren aus. Wohin würde die Temp gehen, wenn der mal Gas gibt? Achtung - ab 250 Grad verlieren die Ferrit-Magnete dauerhaft. Und Achtung: unter -40 Grad (strenger Winter im Norden?) auch.
Das meinte ich: lieber keine Magnete, wenn ich es mir aussuchen kann, weil diese Motoren oft außerhalb der Dauerleistung betrieben werden. Das wird im industriellen Umfeld eher nicht der Fall sein, auch solche Temp Unterschiede wohl eher nicht.


@Mods: Auslagern?
Ich wollte ja eigentlich nur das Vorurteil "Tesla hat keine Wärmepumpe" aus dem Weg räumen, dann ist es "eskaliert"...


Grüße

mmm

[Michael_Ohl]

Das E-Auto mit der Dieselheizung heißt Kangoo. Beim Maxi mit 4,66m länge und 1,8m Höhe könnte man die E-Heizung Tagelang laufen lassen ohne den unisolierten Laderaum nennenswert zu erwärmen. Die Dieselheizung die wohl als Option angeboten wird bekommt die Kiste im nu auf brauchbare Temperatur. Nach 10-15 Minuten kann man umschalten und die E-Heizung hält dann ganz brauchbar.
Scheint auch Model S mit Eberspächer o.ä. zu geben - ist zumindest bei Mobile.de einer drin.

Beim Diesel gehen im Winter 20 Minuten vorheizen als Nullsummenspiel raus - kein Mehrverbrauch wegen fehlender Kaltlaufphase.

Gasheizung wie im Wohnwagen wäre mir auch lieber...


Mfg
Michael

[mmm]

Noch etwas, auch wenn Ihr mich hasst weil ich so viel schreibe...


@ bm3: Keine Ahnung, was Deine Luft-Wärmepumpe kann. In der Betriebsanleitung sollten die Wirkungsgrade je nach zugeführter Temperatur und Zieltemperatur angegeben sein.
Bei großen zu erzielenden Temperaturunterschieden gibts das da:
https://de.wikipedia.org/wiki/Kompressi ... ideranlage
Laienhaft dargestellt: zuerst aus -10 Grad +10 grad machen
Dann per zweiter Stufe aus den +10 Grad +30 Grad machen
Also 2 Kompressoren, 2 Verdampfer.
Hätte ich in einem Auto noch nicht gesehen / gelesen.
Aber ja auch nicht nötig, weil der Antrieb etwas Wärme zur Unterstützung der kalten Seite liefern kann.


Und nun der Versuch, wieder on-topic zu kommen:
Die Async-Maschine(n) und das Temperatur-Management, wie oben lang und breit ausgeführt, müsste aus dem Model X einen SUV machen, der nicht einfach zu toppen sein dürfte. 770 PS in der P90DL Ausführung, dennoch ausreichend Reichweite, Supercharging,...

Grüße,

mmm

[tubi]

Ich hasse Dich dafür nicht.
Weiter so, ich finde es sehr interessant.

[ltreasure]

Bitte an die Mods: Das sind ne Menge wertvolle Informationen, die hier u.U. verloren gehen. Bitte auslagern, oder @mmm alles gesammelt noch mal in einen eigenen Thread packen
So oder so: Ich sage Danke, sehr interessant!

[Karlsson]

Sorry für OT, aber einiges kann ich schlecht unkommentiert lassen.

Abwärme ist zu Fahrbeginn keine da, stimmt - also was soll man tun?
Ein PTC anzuwerfen scheint mir vernünftig, oder eben den Kompressor - je nach dem was effizienter ist.

Du hattest keine Vorlesungen in Thermodynamik, oder?
Dein "Kompressor" ist die Wärmepumpe. Der Wirkungsgrad geht da über 100%, da der Umwelt Wärme zur Verdampfung des Kältemittels entzogen wird. Das klappt auch bei kalten Temperaturen, die Wärmepumpe verliert zwar an Effizienz, aber bleibt auch dann vom Wirkungsgrad besser. Es wird dann per PTC zusätzlich geheizt, da die Wärmepumpe nicht mehr genug Wärme liefert. Das hat aber nichts mit dem Wirkungsgrad zu tun.

Hat nicht sogar mal ein E-Auto eine Diesel befeuerte Standheizung gehabt? Da war doch mal was...

Pragmatische Lösung, aber wohl kaum ein Ansatz für die emissionsfreie Mobilität von morgen.

"Tesla Model S" wirft auf jeden Fall den Kompressor an - habe es im vorigen Post ausprobiert und beschrieben.

Keine Ahnung, was Du da gehört hast, eine Wärmepumpe wird aber nicht gewesen sein.

Siehe Teslafahrerforum
http://tff-forum.de/viewtopic.php?f=58&t=1750&start=40

Auf der IAA hat mir ein TESLA- Mitarbeiter gesagt, dass TESLA konventionell mit Widerstandsdrähten heizt. Interessant war auch, dass Webasto angab, in Verhandlung mit TESLA zu stehen wegen der neuen Heizung von ihnen. Auch Widerstand aber Folientechnik mit Direktkontakt zum Heizmedium.

Ein Tesla Mitarbeiter hat mit auch noch einmal bestätigt, dass Tesla eben keine Wärmepumpe nutzt. Der Grund ist eben, dass Tesla der zusätzliche Verbrauch weniger Probleme macht, da der Akku erheblich größer als der der Mitbewerber ist und die Wärmepumpe ist technisch auch eben zusätzlicher Aufwand, nicht geräuschfrei und kann auch kaputt gehen.
Wobei man unterscheiden muss - BMW scheint wohl eine Wärmepumpe zusätzlich zur Klimaanlage zu verbauen, beim Zoe wird einfach die Klimaanlage als Wärmepumpe genutzt - der Aufwand ist natürlich geringer.

Wenn die kalte Seite im Winter bei -10 Grad aber auf 0 Grad gebracht wird, indem nicht die Umgebungsluft, sondern Antriebsabwärme verwendet wird (die paar lächerlichen Grad reichen schon), tut sich das System schon viel leichter (höherer Wirkungsgrad).

Beim Start hat der Motor genauso wie die Aussenluft -10° und auf 10 oder 20km zur Arbeit ändert sich daran auch nicht so viel. Diese Wärme mit zu nutzen, ist natürlich trotzdem nicht dumm.

Zu VW und BMW mit REX: full ack - mehr kann man dazu nicht sagen, keine Ahnung was denen da eingefallen ist...

Das betraf nur BMW mit der Nicht-Nutzung der RE Abwärme, nicht VW.

Ein Vorteil der Async-Maschine:
kurzzeitig stark überlastbar (bis größer 2× Bemessungsdrehmoment, bis größer 1,5× Bemessungsleistung abhängig von Motor-Kühlung und Überlastungsdauer)
Das meinte ich mit "höhere Spitzenleistungen".

Die Synchronmotoren, die ich viel verbaue (Siemens 1FK7), sind meist beim Moment 3-fach überlastbar. Hab auch welche, die mehr als 4-fach überlastbar sind.

Rate mal, welche Dauerleistung (m)ein Model S hat?
69kW, eingetragen im Zulassungsschein. Auch in Germanien übrigens, das Thema wurde auch schon einschlägig diskutiert.
Spitzenleistung: 310 kW.
Also Spitzenleistung (kurzfristig) = 4,5 Mal Dauerleistung.
Wiki sagt über Zoe (keine Ahnung ob 100 pro korrekt, das weisst Du besser als Experte):
https://de.wikipedia.org/wiki/Renault_ZOE
Leistung: maximal 65 kW / 43 kW Dauerleistung
Also Spitzenleistung = 1,5 Mal Dauerleistung.
Das ist der Unterschied. Schau mal, der Motor des Model S ist fast so groß wie von der Zoe.

Du machst hier den Fehler, vom Gesamtsystem auf den Motor zu schließen. Die Maximalleistung liegt hier auch an Akku und Elektronik.
Und der Zoe hat übrigens keinen Permanent erregten Synchromotor sondern einen fremd erregten.

Aber da gehen 310 kW raus statt 65 bei Zoe. Und das verkauft sich. Darauf stehen die Leute wie der Hund aufs Gebein. Damit werden Youtube-Videos gemacht wie es die Leute in den Sitz presst.

Natürlich ist der Tesla ein anderes Erlebnis. Aber halt auch finanziell.

Und dieser "Schmäh" geht eben nur mit Async-Maschinen.

Nein, tut er nicht.

Das meinte ich: lieber keine Magnete, wenn ich es mir aussuchen kann, weil diese Motoren oft außerhalb der Dauerleistung betrieben werden. Das wird im industriellen Umfeld eher nicht der Fall sein, auch solche Temp Unterschiede wohl eher nicht.

-40°C hast Du natürlich in keiner Werkshalle, auch nicht in Russland. Aber hochdynamische Anwendungen gibts viele im industriellen Bereich. Im Zyklusbetrieb spricht ja nicht dagegen, den Motor komplett zu nutzen. Entscheidend ist dann halt die Einschaltdauer. Die wird beim Tesla halt dann künstlich runter geregelt, kann man mit jedem anderen Motor genauso machen.

Bitte an die Mods: Das sind ne Menge wertvolle Informationen, die hier u.U. verloren gehen. Bitte auslagern, oder @mmm alles gesammelt noch mal in einen eigenen Thread packen
So oder so: Ich sage Danke, sehr interessant!

Vorsicht, falsche Informationen in einem Wiki sind kontraproduktiv!

[eDEVIL]

Ja, klaus bitte mal splitten

[eDEVIL]

Laienhaft dargestellt: zuerst aus -10 Grad +10 grad machen
Dann per zweiter Stufe aus den +10 Grad +30 Grad machen
Also 2 Kompressoren, 2 Verdampfer.
Hätte ich in einem Auto noch nicht gesehen / gelesen.

Solche Modell gibt es auch, aber nur für Nachrüstung im Altbau mit Hochtemp.auslegung der Heizkörper.

Gut Luftwärmepumpen bringen auch bei-10° AT noch einen Faktor deutlich über 2. Bei Fahrzeug muss man bzgl. Gewicht und Platz natürlich kompromise eingehen. habe diesbzgl. noch keine aussagkräftigen COP Werte gefunden.

Hier mal eine Tabelle von den beliebten ZUBADAN