Lightyear- Solarauto Lightyear One

Blick in die Zukunft der Elektroautos
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Lightyear- Solarauto Lightyear One

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In der "Such" Funktion habe ich hier im Forum noch nichts gefunden. Deswegen mach ich dazu mal ein neues Thema auf um mehr Infos über das Startup und das Solarauto zu sammeln.

https://lightyear.one/

https://www.cleanthinking.de/lightyear- ... h-startup/

https://www.auto-motor-und-sport.de/new ... ommt-2020/

https://www.elektroauto-news.net/2018/l ... rauto-2020

https://ecomento.de/2018/05/01/solar-el ... ommt-2020/
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Re: Lightyear- Solarauto Lightyear One

rgoetz
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Hallo,

Ehrlich gesagt wirkt dass auf mich wenig realistisch (3x effizienter als herkömmliche e-Autos), da die meisten (alle?) akutellen e-AUto schon ziemlich nahe am physikalischen Limit operieren, d.h. sie verbrauchen nur wenig mehr Energie (<< 50%), als sie mindestens verbrauchen müssen, wegen des Luft- und Rollwiderstandes.

Die einzigen Stellschrauben bleiben sind:
- etwas effzienterer Antriebsstrang (maximal ein paar 10% zu sparen)
Gewicht des Autos (aktuelle e-Autos wiegeb 1.5 -2 t oder mehr). d.h. das "Lightyear one" sollte unter 700 kg wiegen, damit der Claim für den Rollwiderstand passt. , oder
- der Rollwiderstand des Reifens müsste fast einen Faktor 3 besser sein. Nur wie sieht es dann mit einer Notbremsung aus?
- das Produkt aus cw-Wert und Stirnfläche könnte kleiner sein. Nur wenn man hier als Referenz den Ioniq nimmt (cw=0.24, A=2.2mˆ2), wo will man da no ch viel verbessern, ohne das jeder Komfort verloren geht?

Bis dann

R"udiger
Renault Zoe Q90 (41kWh) seit 11/1017

Re: Lightyear- Solarauto Lightyear One

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119.00€ vor Steuern, ich bin raus.
ZOE Live Q210 6/2013 * AHK legal Typisiert 18.07.2017 * 40kWh Batterie 12.03.2019
Aktuell: 130.000 km

Niemand ist bei mir auf der Ignor-Liste!

Re: Lightyear- Solarauto Lightyear One

Bugs Bunny
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Es gibt auch noch weitere Solarautos, so zum Beispiel den Immortus oder den Stella Lux:
https://www.trendsderzukunft.de/immortu ... gen-tagen/

Es freut mich das es diesbezüglich immer mehr Entwicklungen gibt. Man kann nur Hoffen das sie es auf den Markt schaffen, zu bezahlbaren Preisen. Die größte Hoffnung liegt aktuell bei Sono Motors, das ist schon sehr greifbar. Nächstes Jahr soll der Verkauf anfangen. Hier was aktuelles zu Sono Motors:
https://ecomento.de/2018/05/09/sono-mot ... ngklinger/

Re: Lightyear- Solarauto Lightyear One

Quallest
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rgoetz hat geschrieben:Hallo,

Ehrlich gesagt wirkt dass auf mich wenig realistisch (3x effizienter als herkömmliche e-Autos), da die meisten (alle?) akutellen e-AUto schon ziemlich nahe am physikalischen Limit operieren

R"udiger
Dass die derzeitigen Elektroautos am praktischen Limit operieren halte ich für Unsinn. Der Lightyear One ist ja eine Ausgründung aus dem Solar Team Eindhoven. Die haben den Stella, Stella Lux und Stella Vie gebaut um am Solarrace in Australien teilzunehmen. Unter diesem Link "https://www.europhysicsnews.org/article ... 483p13.pdf" findet man eine kleine Übrsicht über den Stella Lux. Dort steht auch, dass der Stella Lux eine Reichweite nach NEDC von 650 km hat und eine Batteriekapazität von 15,2 kWh. Daraus ergibt sich eine Verbrauch von ca. 2,3 kWh/100km. Der Ioniq hat einen Verbrauch von um die 11,5 kWh/100km nach NEDC. Macht Faktor 5 zwischen Stella Lux und Ioniq. Das nenne ich nicht an der Grenze des physikalisch möglichen. Und ich halte den Faktor 3 zum Ioniq für machbar, wenn das Konzept nicht zu sehr verwässert wird.

Wird aber wahrscheinlich eh wieder von der Bildfläche verschwinden, wie Aptera, Loremo, Edison2, Elio Motors,.....
Sparsame Autos sind wohl nicht gewollt, weshalb auch immer.

MFG

Matthias

Re: Lightyear- Solarauto Lightyear One

rgoetz
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Quallest hat geschrieben: Dass die derzeitigen Elektroautos am praktischen Limit operieren halte ich für Unsinn.
Dann lass uns mal die Physik durchrechnen. Als Beispiele nehmen ich meine Zoe und den Ioniq.

Zunächst ein paar Daten


Weitere Annahmen:
Temperatur 20 Grad.
Luftdichte (bei 20 Grad): rho = 1,2041

Code: Alles auswählen

              |  Zoe     |  Ioniq
cw-Wert       | 0.329    |  0.24
Stirnfläche A | 2.27 m^2 |  2.22 m^2
Masse       m | 1555 kg  |  1495 kg

Luftwiderstand:
F_L = 1/2 * cw * A * rho * v^2


Normalkraft in der Ebene:
F_N = m * g

Rollwiderstand:
F_R = cR * F_N

dabei ist
- v die Geschwindigkeit in m/s
- g die Erdbeschleunigung von 9.81 m/s^2
- cR der Rollwiderstandsbeiwert, der für "normal" Reifen wohl zwischen 0.011 und 0.015 liegt (ich nehme mal 0.011 an)

Die Kraft die eine Auto überwiedenden muss (in der Ebene) ist also: F_L + F_R
Die Leistung die es dafür braucht ist P = F * v
Die Verbrauch bekommen wir nun indem die Leistung mit der Strecke (in km) die wir innerhalb einer Stunde zurücklegen teilen und mit 100 km multiplizieren. Oder kurz bei 120 km/h durch 1.2 teilen und bei 72km/h durch 0.72 teilen.

Wenn man das durchrechnet bekommt man folgendes:

Code: Alles auswählen

                        |   Zoe   | Ioniq
Rollreibungswiderstand  |  168 N  |  161 N

                  |  Luftwiderstand   |   Zu überwindende   |            Verbrauch             |
                  |                   |         Kraft       |				     |                |
  Geschindigkeit  |   Zoe   |  Ioniq  |    Zoe    |  Ioniq  |        Zoe      |    Ioniq	    |
 36 km/h = 10 m/s |   45 N  |   32 N  |	 213 N  |  193 N  |   5.9 kWh/100km |  5.4 kWh/100km |
 54 km/h = 15 m/s |  101 N  |   72 N  |	 269 N  |  233 N  |   7.5 kWh/100km |  6.5 kWh/100km |
 72 km/h = 20 m/s |  180 N  |  128 N  |	 348 N  |  289 N  |   9.7 kWh/100km |  8.0 kWh/100km |
108 km/h = 30 m/s |  405 N  |  288 N  |	 573 N  |  449 N  |  15.9 kWh/100km | 12.5 kWh/100km |
126 km/h = 35 m/s |  551 N  |  392 N  |	 719 N  |  553 N  |  20.0 kWh/100km | 15.4 kWh/100km |
Diese Verbrauchswerte sind das Minimum für ein Fahrzeug mit den entsprechenden Dimensionen (A, cw, m, cr) und den entsprechenden Randbedingungen. Und wenn man sich das anguckt, liegen die realen Verbrauchswerten 10 oder 20% darüber.
Mit gesteigerter Effizienz ist also nicht allzuviel herauszuholen. Bleiben A, cw, m und cr.

Autos wie der Stella Lux tun das:
1. Verwendung von Leichtlaufreifen
2. Verringerung der Masse (375kg + Personen -> 450kg im Sinne der obigen Rechnung)
3. Verringerung der Stirnfläche (ich habe nach den Bildern und Angaben im pdf mal ca 1.45m62 abgeschätzt).
4. Verringerung des cw durch Annährung an die Tropfenform.

Mit Punkt 1 und 2 erreichen sie in der Tat eine Faktor 3 besseren Verbrauch bzgl der Rollreibung. Allerdings schwindet der
Vorteil mit zunehmender Zuladung:
- bei einer Person : 1500kg + 75 kg gegen 375 + 75 kg --->Faktor 3.5,
- bei vier Personen + Gepäck: 1500 + 400 kg gegen 775 kg ---> Faktor 2.5

Mit Punkt 3 haben sie bzgl. des Luftwiederstandes schon etwa eine Faktor 1.5 erreicht. Damit müssen sie aber den cw Wert um eine Faktor 2 senken. Das mag bei dem Stalla Lux sogar gelungen sein (ich habe dazu leider keine Angaben finden können).
Aber der Stella Lux hat damit aber schon so ziemlich das machbare ausgereizt. Nur ist dies wirklich ein alltagstaugliches Auto?
Ist dies wirklich ein Auto, das einen Markt finden kann? Denn das möchte ja Lightyear erreichen.
Ist es dazu nicht schlicht zu flach und unpraktisch (z.B. vier seperarate Sitze?)?
Ich bleibe bzgl. dem Lightyear One sehr skeptisch.


Noch eine Bemerkung zum NEDC / NEFZ Zyklus. Ich habe mir den mal heruntergeladen.
Der simuliert 3 Standverkehrsfahrten mit Abschnitten bei 15 km/h, 35 km/h und 50 km/h und nur einen kombinierten Überlandzyklus mit 70, 100 und 120 km/h. Mit anderen Worten er legt das Gewicht auf den Stadtverkehr. Das macht für Verbrenner auch einen gewissen Sinn, da sie dort besonders schlecht sind. Das trifft aber nicht auf e-Autos zu.

Bis dann

R"udiger
Renault Zoe Q90 (41kWh) seit 11/1017

Re: Lightyear- Solarauto Lightyear One

Quallest
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Hallo Rüdiger,

dass bei der Effizienz des Antriebs nicht mehr viel zu holen ist, ist mir auch klar. Aber was spricht dagegen die aerodynamische Effizienz und das Gewicht zu optimieren. In der Auto-Motor und Sport gab es mal ein Interview mit dem Chef der Aerodynamik Abteilung. Der meinte mit heutigen Mitteln wären cW-Werte unter 0,2 kein Problem, nur die Autos würden anders aussehen als heute. Das Interview war 2011. Also möglich wäre es schon. Müsste halt die Spur hinten schmäler sein als vorne und ähnliche Maßnahmen. Aber das muss optimiert werden und ich finde es schade, dass es kein einziges Auto gibt, dass auf guten Luftwiderstand optimiert wurde.

MFG

Matthias

Re: Lightyear- Solarauto Lightyear One

rgoetz
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Hallo Matthias
Quallest hat geschrieben:Aber was spricht dagegen die aerodynamische Effizienz und das Gewicht zu optimieren. In der Auto-Motor und Sport gab es mal ein Interview mit dem Chef der Aerodynamik Abteilung. Der meinte mit heutigen Mitteln wären cW-Werte unter 0,2 kein Problem, nur die Autos würden anders aussehen als heute. Das Interview war 2011.
Bis du sicher dass, du dass richtig in Erinnerung hast? Ich habe u.a. folgende Zitate gefunden:
  • Welt:
    Theoretisch gilt ein cW-Wert von 0,20 für ein tatsächlich nutzbares Auto als Grenze des Machbaren.
  • Spiegel:
    Eine Verbesserung des cW-Werts um 0,2 ist nach Ansicht von Wiedemann ohne große ästhetische Abstriche machbar. Jede weitere Optimierung erfordert allerdings Kompromisse.
  • Die Zeit:
    "Ein cw-Wert von 0,2 ist mit weiterem Feinschliff durchaus möglich", meint Mercedes-Entwickler Woll. Dann sei allerdings eine Grenze erreicht, die man mit konventionellen Autos nach heutiger Bauart kaum hinter sich lassen könne.
  • Auto Motor Sport (2011):
    (Frage:) Wo liegt die Schallmauer für den c-Wert?

    Woll: Wir können heute Autos konstruieren, die unter cW 0,2 liegen. Die sehen anders aus als heutige Fahrzeuge. Trotzdem könnte man mit ihnen fahren. Die 0,2 sind für uns noch eine ganze Weile der Zielwert.
  • Auto Motor Sport (2016):
    Langfristiges Ziel der Hersteller ist es, Modelle mit cW-Werten von 0,20 und darunter in Serie zu bringen. Dafür wird der Anteil beweglicher Komponenten an der Karosserie, wie sie schon in Konzeptstudien getestet wurden, zunehmen.
Das ganze klingt für mich eher danach dass nicht mehr allzu viel beim cw Wert drin ist. Eine Reduktion auf 0.18 wäre aber immerhin auch schon ein Drittel besser als der Ioniq.

Aber ich habe auch dies gefunden:
FAZ:
Andere Details wie das Weglassen der Außenspiegel (sie verschlechtern den Wert um 0,07) könnten bald Realität werden. Das Ersetzen durch Kameras soll in absehbarer Zeit von den Zulassungsbehörden erlaubt werden.
Wenn die Spiegel wirklich 0.07 am cw Wert machen (und nicht nur 7% des cw Werts) dann wäre da wohl doch noch Potenzial.

Und zuletzt gab es da den Schlörwagen der schon Ende der 30er eine cw-Wert von 0.15 erreichte. Aber ich vermute, dass dort dann wirklich, dass Ende für "nutzbare" Autos erreicht ist.

Und es muss sie ja auch jemand kaufen und da hätte ich angesichts des SUFFVs-Trends so meine Bedenken.

Ich denke optimaler Weise kann man vielleicht eine Faktor 2 noch erreichen. Viel flacher als ein Ioniq wird es für ein normales Auto wohl kaum gehen, und beim Gewicht limitiert dann wiederum der Akku.

Bis dann

R"udiger
Zuletzt geändert von rgoetz am Mi 16. Mai 2018, 18:08, insgesamt 2-mal geändert.
Renault Zoe Q90 (41kWh) seit 11/1017

Re: Lightyear- Solarauto Lightyear One

campr
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Danke, R"udiger, für deine plausible Darlegung der physikalischen Grundlagen. Hab ich lange gesucht.

Re: Lightyear- Solarauto Lightyear One

ArmesSchwein
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Vor kurzem habe ich eine Studie eines asiatischen Mittelklassevans gesehen: der hat Solarzellen auf dem Dach ... aber wenn er parkt, fahren zusätzliche Panele heraus um die Fläche zu vergößern. Auch sehr coole Idee, denn beim Parken ist Aerodynamik und Aussehen kein Thema.

Aber das alles zeigt doch eins: Ultraeffiziente Solarautos können inzwischen komplett autark fahren - allerdings nur zu gebrauchen um 1-2 Personen auf ebener Straße zu transportieren. Sonomotors Sion kommt von der anderen Seite: absolut normaltaugliches Auto (sogar mit richtig großem Laderaum) mit Solarzellen, die bis zu 30 Km pro Tag bringen (sollen).

=> Solarautos sind die Zukunft, denn je nach Anforderung kommt man damit etwas oder sogar sehr weit. Jeder technische Fortschritt lässt den Abstand beider Lösungen kleiner werden. Am Ende haben wir eine Art Sion der hunderte Kilometer nur durch Solarenergie fährt.

Tolle Zukunft! 8-)
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