Harald Lesch kauft sich ein E-Auto

[pcandre]

@pcandre

Mit Massenträgheitsverluste sind einfach die Verluste beim beschleunigen und rekuperieren der Masse über den Gesamtwirkungsgrad des PKW gemeint, die in Wärme und nicht in kintetische Energie umgesetzt werden.

Ansonsten setzt sich der Wirkungsgrad wie folgt zumsammen:

Akku: 0,94
Motor: 0,84
Antriebstrang: 0,88

0,95 * 0,85 * 0,9 = 0,7

Hängt natürlich auch immer damit zusammen wie groß der Akku im Verhältnis zu den Lade- und Entlade-Strömen ist.

Wobei die Wirklungsgrade bezüglich "Heise" ja mit 62,5% (rekuperieren) bzw. 64% (beschleunigen) schlechter als in der o.g. Beispielrechnung sind.

Morgen...!
Hab vielen Dank für die Erklärung.

Hab die Werte vom i3 mal zum "Berechnen" hergenommen.

Masse: 1345 kg
v= 27,78 m/s (100 km/h)
Ekin= 518904 J => 144 Wh

Ausgehend von den im Artikel genannten 204 Wh zum Beschleunigen sind das rund 70% (passt also mit dem von dir genannten Wert). Die Rekuperation (was im Akku ankommt) von 129 Wh liegt bei rund 63%.

MfG André

[LeakMunde]

Ich vermute jedoch, dass das Leergewicht nicht zu den angegebenen Daten passt. Mit 204 Wh elektrischer Energie aus der Batterie und ~70% Wirkungsgrad werden 144 Wh kinetischer Energie. Aus diesen 144 Wh kinetischer Energie werden dann aber 129 Wh elektrische Energie im Akku, was einem Wirkungsgrad von ~90 % entspricht. Ich wüsste nicht, warum der Antriebsstrang in die eine Richtung so viel effizienter, als in die andere Richtung sein sollte. Beide Wirkungsgrade sollten etwa gleich hoch sein und bei rund (63%)^-0,5 = 79 % liegen.
Das entspräche dann einer Fahrzeugmasse von 1500 kg.

Edit: Ein Teil der Diskrepanz dürfte auch darauf zurückzuführen sein, dass die kinetische Energie auf Grund rotierender Massen noch größer ist.

[Duke711]

Die 62,5 % bezüglich des Heise Artikel beziehen sich auf die Rekuperation und nicht auf den Gesamtwirkungsgrad.

Zitat:" Bremst man den Wagen mit der gleichen Vorgabe (negative gleich positive Beschleunigung g 0,16) ab, werden 129 Wh oder 62,5 Prozent generiert."

Und ein I3 hat ~ 1350 kg und keine 1500 kg.

[LeakMunde]

Nein, es ist der Gesamtwirkungsgrad. Also Beschleunigen und Rekuperation. 204 Wh * 62,5% = ~ 129 Wh.

Ein i3 hat eine zulässige Gesamtmasse von 1710 kg. Also kann man die Messung mit irgendeiner Gesamtmasse dazwischen durchführen.

[adauris]

Das Beschleunigen kann deswegen effizienter sein, da die Leistungsabgabe an der eMaschine höher ist und damit in einem besseren Wirkungsgradbereich liegt.

Beim Rekuperieren kann ich ja nicht permanent die gleiche Leistung abrufen, da der Bremsvorgang immer stärker verzögert werden müsste, um die gleiche Leistung zu erreichen ( Ekin= 1/2 *m *v²; bzw. P_Reku= Ekin / t ).

Da meine Energie also quadratisch abnimmt, meine Verzögerung aber linear bleibt, sinkt damit im gleichen Zeitabschnitt die Verzögerungsleistung (denn für die gleiche Arbeit, habe ich zunehmend mehr Zeit).

Unterhalb von runden 33% der Nennleistung, sinkt die Effizenz der eMotoren doch merklich. Ein Hinweis, dass OnePedal nie so effizient sein kann, wie zu gleiten/segeln, vorallem im unteren Geschwindigkeitsbereich.

Das auch ist ein Wink mit dem Zaunpfahl, dass eMotoren nicht übermäßig "aufgeblasen" werden dürfen, da im normalen Verkehrsfluss, die optimale Leistungsabgabe (η_max bei ca. P= 50...60%) nie wirklich getroffen wird.

Wenn man also ausrechnen wollte, was die effizienteste Beschleunigungszeit wäre, müsste folgendes zutreffen:

t_eff= [1/2 *m *v²] / [P_eff]
v [m/s]
P_eff [W]= P_max * 0,56 [η_max]

Beim i3, mit P_max= 125kW und mFzg= 1345kg, käme bei folgenden Geschwindigkeiten entsprechend raus:

t_eff(30km/h)= 0,7s
t_eff(50km/h)= 1,9s
t_eff(100km/h)= 7,4s

Falls ich einen Fehler machte, bitte entsprechend korrigieren!


Quelle: https://www.servax.com/de/14/technologi ... zienz.html

[Duke711]

Nein, es ist der Gesamtwirkungsgrad. Also Beschleunigen und Rekuperation. 204 Wh * 62,5% = ~ 129 Wh.

Äh nein, vielleicht mal den Artikel lesen!

Oder selber ausrechnen:

v0 : 0 km/h
v1 : 100 km/h
a : 0,16 g * 9,81 m/s²
m: 1345 kg

komme ich auf 144 Wh, was einem Wirkungsgrad von 70,6% bezüglich beschleunigen entspricht (144/204). Also kann der Gesamtwirkungsgrad inkl. rekuperieren keine angeblichen 63% sein. Und (129/204) sind 63,2 % und keine 62,5 %

[LeakMunde]

Ähh doch. Lies doch einfach mal:

Um das [...] Auto aus dem Stand auf dieses Tempo (100 km/h) zu beschleunigen, sind 204 Wh nötig. Bremst man den Wagen [...] ab, werden 129 Wh oder 62,5 Prozent generiert.

Während des Bremsens (60 km/h) auf null Stundenkilometer können 47 Wh zurückgewonnen werden, was 62,8 Prozent der zum Wiederbeschleunigen gebrauchten 74 Wh entspricht.

bei 80 km/h [...], das Rekuperationsergebnis (83 Wh), die Wiederbeschleunigungsenergie (129 Wh) sowie den daraus resultierenden Wirkungsgrad von 64,2 Prozent an.

Keine der Energieangaben ist eine kinetische. Entsprechend ist der Prozess: Strom -> Beschleunigen -> Rekuperieren -> Strom
Die Beschleunigen und Rekuperieren können alternativ in der Reihenfolge vertauscht werden. Der Wirkungsgrad beschreibt den Gesamtprozess von Strom zu Strom.

[Duke711]

@LeakMunde
Nein, siehe einfach nachgereichte Rechnung

v0 : 0 km/h
v1 : 100 km/h
a : 0,16 g * 9,81 m/s²
m: 1345 kg

komme ich auf 144 Wh, was einem Wirkungsgrad von 70,6% bezüglich beschleunigen entspricht (144/204). Also kann der Gesamtwirkungsgrad inkl. rekuperieren keine angeblichen 63% sein. Und (129/204) sind 63,2 % und keine 62,5 %

[LeakMunde]

komme ich auf 144 Wh, was einem Wirkungsgrad von 70,6% bezüglich beschleunigen entspricht (144/204). Also kann der Gesamtwirkungsgrad inkl. rekuperieren keine angeblichen 63% sein.

Doch, der Wirkungsgrad der Rekuperation müsste dann rund 90% betragen. Das hatte ich hier schon geschrieben. 0,706 * 0,89 = 0,63

Wie können aus 144 Wh kinetischer Energie 129 Wh elektrischer Energie werden, wenn der Wirkungsgrad angeblich nur 63 % betragen soll?

Und (129/204) sind 63,2 % und keine 62,5 %

Das dürfte wohl auf Rundungen und Kürzungen eines Autors zurückzuführen sein, der Begriffe wie Stundenkilometer benutzt...

[Duke711]

Ich traue den Menschen von der Fachzeitschrift "Heise" jedenfalls zu das diese richtig den Dreisatz anwenden können. Und ein Rekuperationswirkungsgrad von angeblichen 90% ist einfach fernab von jeder Realität, das sind alleine schon die Verluste im Antriebsstrang. Zumal der Artikel ja deutlich den Wirkungsgrad bezüglich Rekuperation (ohne Beschleunigung) auf 62,5% - 64% erwähnt und hier gibt es keinen Interpretationsspielraum:

Zitat:

"Bisher gab es aber kaum konkrete Daten zum Wirkungsgrad der Rekuperation. Das ändert BMW jetzt und beantwortet damit die Frage: Was bringt die Technologie tatsächlich?

Viel, aber nicht alles. Oder in Zahlen: Zwischen 62,5 und 64,2 Prozent."

Hier ist eindeutig die Rede von dem Rekuperationswirkungsgrad und das deckt sich auch mit der Erfahrung aus der Praxis.