Reichweite und Verbrauch Allrad versus Heckantrieb

[A.Q.]

Die WLTP-Reichweite wurde ja mittlerweile hochgesetzt, aus den damaligen vorläufigen 460 km sind nun 510 geworden. Der 80 wird mit 541 angegeben. Damit sind es nur noch ca. 6 % weniger.

Ich habe den 80X jetzt seit einer Woche. Zur Reichweite kann ich noch nicht allzu viel sagen, aber ich bin zufrieden mit der Wahl. Die Beschleunigung ist doch (gefühlt) erheblich besser als beim 80: viewtopic.php?p=1749478#p1749478

[adauris]

Es kommen mehrere Aspekte zusammen:

> Höhere Masse (Rollwiderstand, Trägheit beim Beschleunigen)
> Breitere Reifen, größere Felgen
> E-Motoren sind meist stärker und im Teillastbereich nicht optimal genutzt

Wenn jeder Punkt nur 2% am Wirkungsgrad "nagt", wären es am Ende 6% weniger, im Vgl. zum schwächeren Einzelmotor (egal ob FWD/RWD).

Die Masse macht beim BEV durchaus was aus, denn bei jedem Mal Gas geben, wobei die Masse beschleunigt wird, erzeugt die höhere Trägheit auch höhere Verluste. Die Rekuperation kann nie, die ursprünglich eingesetzte Energie zurückgewinnen, d.h. ich setze mehr Energie ein, als schließlich die kinetische Energie beträgt und gleichzeitig kann ich nur etwa 60% der vorhandenen Bewegungsenergie wieder zurückerhalten.
Hinzu kommt: Je langsamer ich bin, desto kleiner der Anteil der Reku-Effizienz, einmal durch das quadratische Verhältnis der Geschwindigkeit zur Energie, zum andern durch den immer geringer werdenden Wirkungsgrad des eMotors. Bei 50km/h könnte ich zwar theoretisch mit 60kW verzögern, würde aber auch bedeuten, ne Vollbremsung hinzulegen.

Bei der Rekuperation ist also folgender Punkt essenziell: das Fzg gleiten zu lassen ist immer effizienter, es sei denn man hat einen Höhenunterschied. Jede Änderung, ob Beschleunigen oder Bremsen führt nur zu zusätzlichen Verlusten.

In der unten stehenden Beispielsrechnung sieht man schön den energetischen Unterschied zw. 50km/h und 10m Höhe, bei einem 1,9t schweren PKW. Deswegen gilt auch in der Stadt, lieber langsamer/sinnvoll zu beschleunigen, um nicht von Ampel zu Ampel zu eilen und dabei Energie zu verheizen.

Bsp:
Ekin(50km/h) = 1/2 * 1.900kg * (50/3,6)² = 51Wh (keine kWh!)
Epot(10m) = 1.900kg * 9,81m/s² * 10m = 52Wh

[A.Q.]

> Höhere Masse (Rollwiderstand, Trägheit beim Beschleunigen)

Das Mehrgewicht des Allrads beträgt etwa 3 bis 4 %. Rollwiderstand ist 20 bis 30 %, also erhöht sich der Rollwiderstand um 0,6 bis 1,2 % des Fahrwiderstands, und der wiederum ist auch noch nicht der komplette Verbrauch.
Dass Rekuperation immer Verluste mit sich bringt, dürfte wohl jedem klar sein.

> Breitere Reifen, größere Felgen

Die Felgen und Reifen unterscheiden sich nicht zwischen den Varianten.

> E-Motoren sind meist stärker und im Teillastbereich nicht optimal genutzt

Hatte ich ja im Eingangspost bereits verlinkt: https://www.servax.com/images/website/t ... 00_472.jpg
Das ist jetzt kein so riesiger Unterschied. Vor allem aber: In der Regel werden nach meinem Verständnis bei Teillast ja nicht beide Motoren schwach genutzt, sondern der hintere läuft genau wie beim RWD und der vordere ist aus und schaltet sich nur zu, wenn Leistung benötigt wird oder die Antischlupfregelung ein Durchdrehen meldet.

Wenn jeder Punkt nur 2% am Wirkungsgrad "nagt", wären es am Ende 6% weniger

Über die 6 % wundere ich mich ja auch nicht, aber nach den ursprünglichen Angaben waren es 14 % ... das ist schon ein ziemlicher Unterschied.

[Duke711]

@A.Q.

Das Diagramm bezüglich

https://www.servax.com/images/website/t ... 00_472.jpg

Kann man getrost vergessen, da fehlt die Drehzahl und der Wirkungsgradunterschied ist erheblich, vor allem ist der Wirkungsgrad einer ASM bei 0% stets 0, also können bezüglich ASM so die Kurvenverläufe nicht richtig sein:

Tesla ASM

Inverter

PMSM

[A.Q.]

Danke. Allerdings unterscheiden sich Heck- und Allradversion nicht bezüglich der Drehzahl, oder?

[Duke711]

Beim Model S betrug die vordere Drehzahl 18000 und hinten 16000. Wobei aber die Achsübersetzung unterschiedlich war und man somit den Drehzahlunterschied ausgeglichen hat. Aber ein Allrad hat bezüglich Antriebsstrang immer die doppelten Verluste da:

- zwei Untersetzungsgetriebe, anstatt eins
- vier Antriebswellen, anstatt zwei

[adauris]

Getriebe sind in aller Regel sehr effizient, die Verluste liegen in einer Größenordnung von 2-3%, wenn nicht sogar etwas weniger.

Aber trotzdem richtig, beides ist doppelt vorhanden, wie auch die Wechselrichter/Inverter, die mit 90%(?) arbeiten.

[bwm]

2-3% ist für ein Getriebe zwar richtig, allerdings gilt das nur für das Getriebe, das mit Last beaufschlagt ist. Wenn die aktuell nicht angetriebene Achse leer mitläuft und dafür das jeweilige Getriebe eben auch leer mitläuft verringert das den Gesamt-Wirkungsgrad nicht um weitere 2-3% sondern viel weniger

Die Frage interessiert mich aber auch sehr und so richtig erklären kann ich es mir noch nicht. Beim Verbrenner sagt man ja, dass der gesamte Antriebsstrang bei Frontmotor / Frontantrieb ca 5% schluckt, bei Frontmotor / Heckantrieb ca 10% und bei Allrad ca 15% der Motorleistung. Da liegt das aber an den Kardanwellen und Differenzialen/Kegelradgetrieben, die da zusätzlich angetrieben werden müssen. Das hat man ja beim E nicht in dem Ausmaß. Wahrscheinlich wirklich die Summe an vielen kleinen Sachen. Mehr Gewicht für Motor, Getriebe, Antriebsachsen und Kabel, höhere Verluste durch die Untersetzung, Lagerung und die "Kardanwellen" des Antriebs und eben in den Fällen wo er dann dazu geschaltet wird geringere Effizienz des anderen Motors, da geringere Last.

[Duke711]

Es ist genau anders, umso weniger Last, umso schlechter ist der Wirkungsgrad:

3% Verlust wären erst bei hoher Last von z.B 650 Nm Eingangsdrehmoment der Fall. Denn die Reibungsverluste bezüglich der Drehzahl sind drehmomentunabhängig. Darum hat ein Allrad stets die doppelten Verluste, die sich bei geringer Last bemerkbar machen.
Erst bei hoher Last spielen diese kaum eine Rolle, da drehmomentabhängig.

Es ist ein bedeutender Unterschied ob die Verluste drehmomentabhängig sind, einfaches Beispiel:

2WD

50 Nm * (1-0,98) = 1 Nm

4WD

2 * [50 / 2 Nm * (1-0,98)] = 1 Nm

oder drehmomentunabhängig

also 1 Nm vs 2 * 1 Nm

[bwm]

Das ist richtig aber nur für Getriebe, die an der Kraftübertragung Motor zu Räder beteiligt sind. Ist das leer laufende Getriebe vorne aber nicht. Wenn du gerade mit 200kW beschleunigst bekommt das vorne leer laufende Getriebe ja keine 200kW als Eingangsleistung P ein ab sondern nur so viel, wie eben für die Überwindung der Verluste der Lagerung und Beschleunigung der Massen etc nötig ist. Nehme ich jetzt mal als Beispiel 1kW.
D.h. Das Getriebe vorne hat zwar einen Wirkungsgrad von vielleicht nur 50% aber eben 50% von vielleicht 1kW. Dein Verlust im vorderen Getriebe sind also nicht 50% von 200kW sondern 50% von 1kW. Wobei es mich stark wundern würde, wenn der leer mitlaufende Motor 1kW aufnehmen würde. Das sollte nochmal weitaus weniger sein

Mein Punkt war einfach nur, dass das zusätzliche Getriebe vorne solange es nur leer mitläuft nicht nochmal 2-3% des Gesamtwirkungsgrades frisst