Antrieb, Wärme und Kälte - Tesla Model S / X

[mmm]

@ Karlsson:
Peace, Mann...

Wenn ich vom "Kompressor" schreibe, meine ich die Wärmepumpe oder Klimaanlage. Gut, mein Fehler ist es zu sehr zu vereinfachen (da für die meisten nicht zu sehr verständlich wollte ich zu sehr technischen Begriffe vermeiden).
Ich hatte keine Vorlesungen in Thermodynamik, aber in Physik habe ich aufgepasst.
Und ja, auch "Wirkungsgrad" in diesem Zusammenhang ist technisch nicht korrekt.

Lass mich noch einen Versuch machen, und korrigiere mich bitte.
Und ja, man verzeihe mir, ich verlinke auf Wikipedia. Wenn da was falsch sein sollte, möge die Community es bitte bei Wikipedia korrigieren.
Aber so weit ich weiss ist Wikipedia aktuell sehr korrekt, im Vergleich zu den Anfangszeiten.
http://homepage.univie.ac.at/axel.maire ... -ja-bitte/
Und ich kann ja keinen Link zur Physikstunde oder Thermodynamik-Vorlesung machen, zu Wikipedia schon - denn ich möchte meine Aussagen belegen, wann immer möglich...


PTC Heizung:
https://de.wikipedia.org/wiki/Heizwiderstand
Hier steht: "Ein Heizwiderstand hat prinzipiell einen Wirkungsgrad von 100 Prozent".
Laienhaft: Strom wird zu 100 % in Wärme umgewandelt.

Wärmepumpe:
https://de.wikipedia.org/wiki/W%C3%A4rmepumpe
Hier steht: "Bei typischen Leistungszahlen (COP=Coefficient Of Performance) von 4 bis 5 steht das Vier- bis Fünffache der eingesetzten Leistung als nutzbare Wärmeleistung zur Verfügung, der Zugewinn stammt aus der entzogenen Umgebungswärme."
Laienhaft: Strom rein, 4 bis 5 Mal so viel Wärme kommt raus. Ist aber kein Perpetuum Mobile, sondern es wird auf der "Kalten Seite" Wärme entzogen, wodurch der Energieerhaltungssatz wieder stimmt.
Bitte weglesen (!): Ich als Laie meinte vorhin damit (um es inkompetent und laienhaft vereinfacht darzustellen), Wärmepumpe hätte 400 - 500 % Wirkungsgrad.

Jetzt nehme ich eDevils vorhin gepostete Tabelle, und sehe, wie der COP bei seiner WP auf unter 2 gehen kann, wenn es außen schön kalt ist.
Bitte jeder selbst die Tabelle studieren.
Also schon recht nahe dran an der PTC Heizung, aber immer noch besser / effizienter.
Wenn ich nun an meine Situationen im Winter denke, teilweise deutlich unter -10 Grad (Hütte in den Bergen), bin ich mit Wärmepumpe beim Kaltstart gar nicht so gut aufgestellt. Oder PTC gar nicht soooo schlecht.

Und nun die Frage, ob Tesla Model S eine Wärmepumpe hat.
Ich gebe zu, ich bin verunsichert! Ich kann nun nicht mehr ausschließen, dass die Funktion der Wärmepumpe nicht da ist, obwohl es mir ein Techniker bei TM mal sagte.
Aber auch dort wird manchmal zu viel erzählt.
Beispiel:
http://my.teslamotors.com/it_CH/forum/f ... ld-weather
Wenn das stimmt, was hier steht:
"Model S uses inverter coolant (brilliant!) as the heat source for the vehicle instead of electric heat"
wäre das interessant. Erstens sehe ich aus dem Diagramm nur Inverter+Motor+Co an einem Strang, und Motor heisser als Inverter.
Dann würde es allerdings bedeuten, dass weder Wärmepumpe (weil gar nicht möglich / existent), noch PTC primär verwendet wird.
Das sag ich gleich: Kann ich mir nicht vorstellen, denn anfangs (grob abgelesen) ca. 6kW, dann 3 kW und später 1,5 kW braucht die Heizung laut Anzeige. Und wenn weder Wärmepumpe, noch PTC angeworfen werden, wer frisst dann bitte die 6 kW?
Also entweder ist das auch Blödsinn was da steht, oder ich weiss nicht recht.
Oder eben das ist das PTC Element, das die 6 / 3 / 1,5 kW braucht (Innenraumheizung, nicht Batterieheizung - die würde noch dazukommen wenn eingeschaltet)
Reicht das aus? Ich meine die paar kW?
Komisch: Im Sommer kühlen: Ebenfalls 6 kW (Volllast), geht dann runter auf 3 und dann auf 1,5 kW, später sogar noch darunter auf Langstrecke.
Wäre die selbe Verbrauchscharakteristik für Klimaanlage und PTC, wenn es die Wärmepumpenfunktion nicht gibt...
Tesla geizt leider mit Infos, weshalb die 100 prozentige Korrektheit schwierig ist zu bestimmen.
Und im Netz finden sich nur so Texte von Leute, die von irgendjemandem etwas von Tesla gesagt bekommen haben sollen. Bin nun auch einer davon...

Egal wie es Tesla nun genau macht, scheint es vernünftig energiesparend zu sein.
Die Heizung hat mich nie arg Reichweite gekostet, das schlimmste war immer der Luftwiderstand.
Schaffe ich bei 35 Grad und Tempo 80 ca. 12 kWh/km, sind es bei 20 Grad schon 14-15 kWh/km.
Winterwerte hab ich nicht mehr genau im Kopf, aber der kommt ja bald zum Testen.
Alles mit AC+BattHeat off natürlich.

Deal: im Winter mache ich Tests, Verbrauch mit AC On und Off bei bestimmter Temp und Geschwindigkeit.

Nun nochmals PTC. Ich bin kein Fan davon, keine Frage. Aber das habe ich gelesen:
https://idw-online.de/de/news636780
Interessant, vielleicht ist das richtig eingesetzt doch nicht so blöd (in Zukunft).

Diesel-Standheizung:
Also ich finde Michael_Ohl´s Beitrag bez. Kangoo nicht übel, für mich macht hier der Einsatz Sinn, wie er es beschreibt.

Bezüglich VW und BMW meinte ich mit full ack all Deine Aussagen über beide.

Zum Zoe Motor:
"Fremderregter Drehstrom-Synchron-Elektromotor".
https://de.wikipedia.org/wiki/Synchronmotor
"Das Feld im Läufer wird durch Permanentmagnete (Selbsterregung, z. B. magnetisierter Ferrit-Zylinder als Läufer) oder elektromagnetische Fremderregung (mit Feldspule auf dem Läufer, Stromzufuhr über Schleifringe) erzeugt."
"es muss lediglich die wesentlich geringere Erregerleistung mit Schleifringen zum Läufer übertragen werden"
Keine Ahnung wie die Schleifringe genau aussehen. Verschleiß (wenn auch wohl nicht zu Lebzeiten der meisten Motoren ein Thema).
Ich fahre 60.000 km pro Jahr. Ich will keine Bürsten, keine Schleifringe, keine Magnete. Wenn möglich.
Somit bleibt nur Async. Nichts gegen Synchronmaschinen, ich weiss auch nicht wieviel Leistung über die Schleifringe gehen kann.
Wohl weniger, als wenn direkt angeschlossen über Stator. Das meinte ich (und wohl auch Wiki) mit "mehr Spitzenleistung möglich". Bei selbsterregten gibts auf jeden Fall das Problem mit der Magnet-Temp, bei fremderregt dürften laut Deinen Aussagen (glaub ich mal einfach so) auch schöne Spitzenleistungen drin sein (trotz Schleifringen).

Klar hängt es auch mit Inverter und Akku zusammen, wieviel Spitzenleistung drin ist.
Wenn es nur am Akku läge:
Tesla 90 kWh Akku, Leistung nun max. 770 Pferde (beide Maschinen zusammen).
Schlussrechnung: Zoe 22 kWh Akku, Leistung vom Akku müsste bei 188 PS liegen bei gleicher C-Zahl. Derzeit sind sie ca. bei der Hälfte.
Also am Akku liegt es nicht. Inverter sind auch nicht so riesig. Keine Ahnung. Will nicht mutmaßen wegen Motor, ich schreibe nur Rechnungen hin, und hoffe mich nicht geirrt zu haben.

Und nochmals: Nichts gegen die Zoe, das wäre das Auto meiner Wahl nach Tesla. 22kW Drehstromladung, hübsch anzusehen. Und der Synchronmotor wäre mir auch egal. Leistung auch egal, Tesla wäre bei der halben Spitzenleistung auch immer noch voll ok für mich.
Nur wenn ich es mir aussuchen kann, dann bitte Async. Und warum auch immer, Tesla hat dieselbe Entscheidung getroffen. Wird wohl einen Grund haben (ich glaube beim Roadster war sehr wohl eine Sync Maschine drin).

Ja, auf Kurzstrecken ist zumindest mein Tesla ein Stromfresser - relativ gesehen (heizen und kühlen).
Keine Ahnung, wie es den Kollegen mit den anderen Autos geht, ich denke mal nicht viel anders.
Und das ist aus meiner Sicht genau der Punkt:
Wenn man Kurzstrecke fährt (50 km), ist der Stromverbrauch ja voll egal, denn ich habe andauernd Lademöglichkeiten.
Wenn man Langstrecke fährt (300 km+), ist der Stromverbrauch zu Beginn des Trips auch egal, sofern später der Verbrauch entsprechend sinkt. Und das tut er, ich erlebe es jeden Tag.
War ja beim Verbrenner auch nicht anders mit der Kurzstreckenfahrerei. Bei 20 km war das Öl noch nicht mal teilweise betriebswarm (Winter)...

Die Amis mutmaßen über einen neuen Modus (deren Spekulation!), der die Akku-Temperatur für Maximalleistungen höher laufen lässt. Wäre ja nur Software, weil sie ja tun können was sie wollen mit der Abwärme.

Irgendwie ist das ganze Thema schon pervers. E-Autos sind so effizient, so hohe Wirkungsgrade, dass die geringe Abwärme zum Problem wird...
Und die anderen meckern, dass am Supercharger im Sommer das Ding so laut ist wegen Kühlung.
Ein anderer meckert, dass das Superchargen bei ihm so langsam ist weil seine AC ausgefallen ist.
Wieder andere meckern, dass der Akku zu kalt ist und deswegen nicht die volle Performance da ist.

Wie war das nochmals mit der Eberspächer fürn Tesla?

Grüße,

mmm

[fbitc]

Thema: Model X ein Flop ...

[mmm]

@fbitc: sorry das folgende muss ich jetzt loswerden (wird ja sicher eh bald ausgelagert):

Also das lässt mir keine Ruhe mit der Wärmepumpe im Model S!

Nochmals ging ich gerade zum Auto. Per App Heizung voll aufgedreht.
Ich höre etwas, das nach Kompressor klingt (egal - sagen wir, ich liege falsch und höre etwas anderes).
Wenige Sekunden später Innenraumlüfter.
Und nun kommt es:
10 Sekunden später drehen die beiden Außenlüfter vorne links und rechts.
Ich höre sie nicht nur, habe die Hand hingehalten, es zieht.

Nochmals die Grafik:
http://craigfroehle.com/posted/models_system_status.png

Oben (fast ganz oben), links und rechts, die beiden Kühler / Lüfter.
Die gehören doch ganz eindeutig zum "Kompressorsystem" (man verzeihe, das Klimaanlagen-Dings, wie auch immer nun die korrekte Bezeichnung sein möge).
Warum behaupte ich das?
An der Grafik sieht man Drücke von 4 und 5 Bar, Temperaturen dazu.
Da gehört ein "Chiller" dazu, also die Klimaanlage.
https://en.wikipedia.org/wiki/Chiller

Und nun die Preisfrage:
Warum gehen beim reinen Heizen des Innenraumes die Lüfter an, die aus meiner Sicht eindeutig zum Kompressorsystem gehören, wenn das Ding keine "Wärmepumpe" haben soll?

Spekulation Vorwort (Laienhaft dargestellt):
Wir wissen, der Akku und der Antrieb kann / muss gekühlt werden per Klimaanlage (z. B. Wetzen oder Supercharging).
Die Lüfter gingen eindeutig an, ich spürte Zug.
Wenn nun der Kompressor anging, also die Klimaanlage, dann würde der Antrieb / Akku gekühlt (kalte Seite).
Die Kühler vorne müssen also heiss werden, Wärme muss nach außen abgeführt werden.
Bis hier her ist doch alles vollkommen klar, oder? Darüber brauchen wir nicht streiten, oder?
Also nun, am Stand, ist es vorne heiss.

Spekulation:
Tesla bräuchte also nur noch eines tun:
Die entstandene Wärme vorne von den 2 Kühlern zum Innenraum leiten, und es wäre erledigt.
Also man bräuchte ja gar keine eigene "Wärmepumpe", weil dasselbe die Klimaanlage macht.

Spekulation Fazit:
Damit wären alle Aussagen korrekt:
Fakt: Es gibt ein PTC Element, das sieht man an der Grafik.
Es gibt keine eigene Wärmepumpe, denn das brauchen sie nicht, den Job macht die Klimaanlage.
Dadurch, dass die Klimaanlage verwendet wird, kann / wird Temperatur vom Akku / Antrieb genutzt (wobei beim Kaltstart die Temp von Akku / Antrieb gleich ist mit Umgebung).
Denn beim Kühlen von Akku / Antrieb passiert exakt dasselbe.
Wenn Akku und Antrieb etwas erwärmt wurden, steigt der COP Wert.

Also gilt es nur noch rauszufinden, ob es einen Lüftungs-Weg von den beiden Kühlern vorne zum Innenraum gibt...

Steinigt mich, oder sagt mir den Denkfehler!

Grüße,

mmm

[Karlsson]

Thema: Model X ein Flop ...

sorry, wir müssen das eben noch zuende bringen

Bitte weglesen (!): Ich als Laie meinte vorhin damit (um es inkompetent und laienhaft vereinfacht darzustellen), Wärmepumpe hätte 400 - 500 % Wirkungsgrad.

Doch, kann man quasi so sagen. So versteht es auch jeder.

Jetzt nehme ich eDevils vorhin gepostete Tabelle, und sehe, wie der COP bei seiner WP auf unter 2 gehen kann, wenn es außen schön kalt ist.

Selbst wenn er nur 1,5 ist, ist das noch 50% besser als PTC. Und meist ist es ja nicht so kalt.

Ich gebe zu, ich bin verunsichert! Ich kann nun nicht mehr ausschließen, dass die Funktion der Wärmepumpe nicht da ist,

Du bist auf einem guten Weg!

Ich will keine Bürsten, keine Schleifringe,

Verstehe ich. Ich hätte auch lieber einen permant erregten Synchronmotor.
Die sind aber eigentlich auf Lebensdauer ausgelegt und das Problem ist mehr ein psychisches. Die Bürsten lassen sich aber auch relativ leicht wechseln, falls es doch mal nötig sein sollte.

ich weiss auch nicht wieviel Leistung über die Schleifringe gehen kann.
Wohl weniger, als wenn direkt angeschlossen über Stator. Das meinte ich (und wohl auch Wiki) mit "mehr Spitzenleistung möglich". Bei selbsterregten gibts auf jeden Fall das Problem mit der Magnet-Temp, bei fremderregt dürften laut Deinen Aussagen (glaub ich mal einfach so) auch schöne Spitzenleistungen drin sein (trotz Schleifringen).

Über die Bürsten geht nur der Strom zur Magetisierung des drehenden Teils, das ist nicht so viel. Die Leistung geht über die nicht bewegten Spulen. Der Sinn der Fremderregung ist, dass man mit dem Grad der Erregung die Kennlinie verschieben kann - mehr Drehmoment oder mehr Drehzahl. Das soll den Wirkungsgrad in der Praxis erhöhen. Mit der Temperatur oder erreichbaren Leistung hat das nichts zu tun. Der permanent erregte Synchronmotor ist schon top. Mit entsprechender Kühlung lässt sich auch die Dauerleistung ordentlich aufbretzeln, aber braucht man ja im wirklichen Leben ja eher nur zum Überholen.

Schlussrechnung: Zoe 22 kWh Akku, Leistung vom Akku müsste bei 188 PS liegen bei gleicher C-Zahl. Derzeit sind sie ca. bei der Hälfte.

Tesla hat in die Kühlung des Akkus aber auch erheblich mehr Aufwand gesteckt. Zoe hat da nur einen Lüfter und keine Heizung. Natürlich könnte man auch mehr ziehen, aber gut für den Akku ist das nicht.

Nichts gegen die Zoe, das wäre das Auto meiner Wahl nach Tesla. 22kW Drehstromladung,

Meiner lädt noch mit 43kW und die Anzahl er AC43kW Lader wächst hier ganz gut

Nur wenn ich es mir aussuchen kann, dann bitte Async.

Kannst Du ja halten wie Du willst. Rational sehe ich halt außer Kosten keinen Grund. Für mich ist der permanent erregte Synchronmotor der eleganteste Motor, weil bester Wirkungsgrad, klein und bürstenlos.

Der Tesla S (90D ohne P) ist aus meiner Sicht aber trotzdem das beste Elektroauto, auch mit Asynchronmotor und ohne Wärmepumpe. Aber der Große Akku in Verbindung mit SUC + 22kW AC + Chademo => was besseres gibt es derzeit nicht und das Model X ist bei der Reichweite da einfach ein Rückschritt - um doch noch den Bogen zum Thema zu kriegen

Können jetzt gerne mit dem Model X weiter machen, obwohl reichweitentechnischer Rückschritt.

[mmm]

@ Karlsson:
Darf ich einfach mal "full ack" sagen (zu allem)? War mir eine Freude!
Besonders die Erläuterungen aus Deiner Praxis zu den verschiedensten Motoren sind sehr lehrreich - und ich glaube dadurch ist es nicht einfach zu sagen, was besser oder schlechter ist - die Qual der Wahl (für den Hersteller)...

Back 2 Topic: Deine Meinung zum Model X teile ich auch voll und ganz, deshalb juckt mich der gar nicht.
Aber viele andere Leute, deshalb glaube ich nicht an Flopp.
Kann aber voll daneben liegen, denn auch die Wahrsager-Vorlesung hab ich nicht besucht
Ich sehe in einem SUV nur viel Luftwiderstand (hoher CW-Wert) und somit Reichweitenverlust bzw. höheren Energieverbrauch.

Karlsson: Bitte einen letzten Gefallen tu mir: mein Post oben auf dieser Seite. Die WP Sache.
Sag mir, warum die beiden Lüfter angehen. Gib mir eine Erklärung, warum die angehen wenn keine WP-Funktionalität da sein soll. Vielleicht ist es Blödsinn, nochmals anzufangen. Ich verspreche, dann geb ich eine Ruhe. Oder wir lassen es und ich kralle mir sowieso einen Techniker beim nächsten Service in 2 Wochen und fessle und foltere den bis ich die Antwort hab - inkl. wirklich plausibler Erlärung...

Grüße,

mmm

[Twizyflu]

Ehm vielleicht ist es für mich zu spät heute aber...
Der Zoe hat den Synchronmotor mit Bürsten und der Tesla den bürstenlosen Asynchronmotor. Bürstenlos ist doch besser?

[bm3]

Jo, passt schon so Twizyflu.
Bürstenlos ist jedenfalls besser in der Hinsicht "wartungsfrei". Die Tesla -Motoren sind alle bürstenlose Asynchronmotoren, Die Amis und auch ich nennen sie lieber Induktionsmotoren weil dass meiner Meinung nach es auch besser trifft. Es wird eine Spannung in den Rotor induziert wodurch die Bürsten zur Zuführung entfallen. Der Motor Ist dann auch etwas schwieriger zu steuern. Übrigens fing es beim Roadster an mit der Technik von AC Propulsion und ebenfalls Induktionsmotor, der Renault Twizy hat auch einen. Bezüglich Motor ist man bei Tesla immer bei der gleichen Bauweise (Induktionsmotor) geblieben. Obs nun besser oder schlechter wie die anderen Motoren (Synchron, permanenterregt mit Dauermagneten oder fremderregt) ist, darüber kann man bestimmt lange streiten.
In der Praxis, siehe Tesla, Zoe, Leaf etc. wohl so ziemlich "Jacke wie Hose".


Viele Grüße:

Klaus

[mustanse]

Auch wenn der Thread so langsam tot sein sollte, möchte ich auch nochmal einhaken. Die "tolle geleakte" Grafik sieht zwar aufwendig auf, zeigt aber kein ungewöhnlich ausgeklügeltes Kühlsystem. Man sieht einen heißen Kreis an den Motoren, Inverter und Lader angeschlossen sind und einen Kreis für die Innenraumklimatisierung, an dem auch die Batterieklimatisierung angeschlossen ist. So etwas kann man für alle Pkw zeichnen. Da ist sogar das PTC-Heizelement eingezeichnet und weder Batterie-Heater noch Innenraumheizung sind mit dem Motor-/Elektronikkühlkreislauf verbunden. Keine Wärmepumpe, die würde das Tesla-Marketing auch laut rausschreien, wenn sie vorhanden wäre. Ein angehender Lüfter ist kein hinreichendes Zeichen für eine Wärmepumpe.
Die relativ niedrige Dauerleistung deutet eher auch auf ein schlechteres Wärmemanagement hin, wahrscheinlich hier aber innermotorisch, so dass der seine Abwärme nicht schnell genug an das Kühlsystem abführen kann.
Tesla baut ein schönes Auto, aber das besondere daran ist eher der mächtige Akku, das Infotainment und dass Tesla mit den Superchargern ein Komplettpaket liefert. Sorry, aber Konti/Renault mit der kompakten Motor/Lader/Heizungseinheit haben speziell hier einen Vorsprung gegenüber den anderen Herstellern, auch wenn das System sicherlich nicht perfekt ist.
Warten wir also gespannt auf die nächste Generation: größere Akkus, flexiblere Ladung, bessere Leistung, schönerer Innenraum.
Mal sehen, wer als nächster vorlegt. Der "X" ist sicherlich für einige ein schönes Auto, aber Model 3 wird sich einer viel härteren Konkurrenz stellen müssen.

[Karlsson]

Karlsson: Bitte einen letzten Gefallen tu mir: mein Post oben auf dieser Seite. Die WP Sache.Sag mir, warum die beiden Lüfter angehen. Gib mir eine Erklärung...

Keine Ahnung, was da angeht, sorry.

Der Zoe hat den Synchronmotor mit Bürsten und der Tesla den bürstenlosen Asynchronmotor. Bürstenlos ist doch besser?

Ein Zweitakter hat auch keine Ventile. Ist ja auch besser, die nicht zu haben

Die Tesla -Motoren sind alle bürstenlose Asynchronmotoren, Die Amis und auch ich nennen sie lieber Induktionsmotoren weil dass meiner Meinung nach es auch besser trifft. Es wird eine Spannung in den Rotor induziert wodurch die Bürsten zur Zuführung entfallen.

Genau. Man erzeugt halt auch ein Drehfeld, der Rotor dreht aber etwas langsamer, da er Schlupf für seine Magnetisierung braucht. Und da Rotor und Drehfeld nicht synchron laufen, sagt man halt auch Asynchronmotor. Ist beides richtig.

Eigentlich finde ich es blöd, Strom für die Magnetisierung zu brauchen. Der Vorteil beim Zoe ist halt die variable Erregung, wodurch man bei hohem Drehmoment weniger Strom braucht (und die ohmschen Verluste gehen qudratisch mit dem Strom ein) und bei hoher Drehzahl weniger Spannung (man hat ja nur die Akkuspannung zur Verfügung und wil nicht noch hochtransformieren).
Dafür hat er halt wieder Bürsten, die auch verschleißen/kaputt gehen können.

Der "X" ist sicherlich für einige ein schönes Auto, aber Model 3 wird sich einer viel härteren Konkurrenz stellen müssen.

Hoffentlich. Die Auswahl an >250km E-Autos ist halt noch arg überschaubar, bzw unter 70.000€ bislang noch überhaupt nicht vorhanden.

[bm3]

... Sorry, aber Konti/Renault mit der kompakten Motor/Lader/Heizungseinheit haben speziell hier einen Vorsprung gegenüber den anderen Herstellern, auch wenn das System sicherlich nicht perfekt ist. ...

Sorry, aber du hast scheinbar hier den E-Golf vergessen. Wenn beim E-Golf mit Wärmepumpe sich das bewahrheitet was hier so über das Beheizungssystem schon geschrieben wurde, stellt er und nicht Zoe / Leaf im Moment die Spitze bei der Nutzung der Abwärme der Fahrzeug-Komponenten und somit bei der Effizienz der Innenraum-Beheizung dar.

Viele Grüße:

Klaus