Mehr Gewicht = Höherer Verbrauch; oder doch nicht?

[Duke711]

@RiffRaff
Eben und Reibung bedeutet nichts anders als Wärmeverlust, denn nichts anderes ist Reibung, siehe z.B. Bremsscheibe etc. AbRiNgOi begeht den kardinalen Denkfehler, in dem man annimmt die Reibung wäre gespeicherte kinetische Energie von einer beschleunigten Masse und somit geht man fäschlichweise von einem nicht möglichen Ausrollwirkungsgrad von 100% aus.

[adauris]

Wenn wir nun die Bogen wieder zurückspannen zur Nachhaltigkeit, also Einsparung von Energie und Verringerung von Verlusten:

Eine hohe Fahrzeugmasse führt zu höheren Verlusten, beim Rollen, je nach Bauform auch beim Luftwiderstand.

Hohe Motorleistungen treiben im Alltag die Verluste hoch, da die E-Maschinen und Leistungselektronik nicht im optimalen Leistungsbereich (runde 50%) arbeiten können.

Rekuperation ist ein besseres Bremsen, man kann im besseren Bereich bis rund 2/3 der Energie zurückgewinnen, zu segeln jedoch ist der effizienteste Weg, kinetische Energie abzubauen.

[AbRiNgOi]

Beschleunigungswiderstand: Fr = Luftwiderstand + Reibwiderstand Getriebe

Rekuperationswiderstand: Fr = Luftwiderstand - Reibwiderstand Getriebe

Ne, darauf wollte ich aber gar nicht hinaus, der Beschleunigungswiederstand ist nur von der Masse abhängig. Die Fahrleistung ist dann die Beschleunigungsleistung + Rollreibung + Lagerreibung + Luftwiderstand. Das muss während des Beschleunigens natürlich auch noich zusätzlich aufgebracht werden. Die diversen Reibungsverluste sind absolut unabhängig von der Beschleunigung und treten während der Fahrt immer auf. Um zu Beschleunigen eben zusätzlich die Beschleunigungsenergie. Aber, und darauf wollte ich hinaus: Diese Beschleunigungsenergie wird zu 100% in der Fahrzeugmasse gespeichert und geht nicht verloren, die Frage ist doch nur wie man damit umgeht, mit dieser in der bewegten Masse gespeicherten Energie.

Wenn ich diese verwende um zu rollen, dann eben um Rollreibung + Lagerreibung + Luftwiderstand zu überwinden, man kann diesen Speicher zu 100% dazu benutzen um diese Widerstände zu überwinden, und eben nicht mit weiterer elektrischer Energie. Beschleunigung kann zu 100% für den Antrieb (= Fahrwiderstände) benutzt werden ohne Verluste. Wenn du von 50 auf 100 beschleunigst, dann ist die Energie die du dabei zusätzlich zu den Fahrwiederständen aufbringen musst perfekt gespeichert und kommt zu 100% wider zurück wenn du dich wieder auf 50km/h zurück fallen lässt. Also während der Verzögerung wird dem Antrieb exakt die Energie gespart die der Antrieb vorher für die Beschleunigung aufgewandt hat. Also, wäre zwischenzeitlich nicht der höhere Luftwiderstand ein 0 Summen Spiel. Außer man bremst, dann ist alles anders, egal ob mit Reibbremse (dann ganz schlecht) oder durch Rekuperation (dann besser, aber nicht 100%).
Da aber der Luftwiderstand nicht von der Fahrzeugmasse abhängig ist, sondern nur die Beschleunigungsenergie ohne die Fahrwiderstände, und diese wieder zu 100% für diese Fahrwiderstände verwendet werden kann, ist es egal wie stark man beschleunigt (veränderte Wirkungsgrade der Batterie und Maschine bei Vollstrom mal aussen vor) und daher ist es für die Beschleunigungsenergie auch egal wie schwer der Wagen nun tatsächlich ist.

Nur wer dauernd die Reibbremse benützt, spürt einen schweren Wagen sehr stark beim Beschleunigen im Verbrauch. Nicht aber wegen dem Beschleunigen sondern wegen der Art des Bremsens.

[Duke711]

@AbRiNgOi

Sorry, aber vielleicht solltest Du dich noch mal mit den Energieerhaltungssat beschäftigen.

Zur Widerholung:

Der Luftwiderstand+ Rollreibung + Lagerreibung sind Wärmeverluste und keine gespeicherte kinetische Ernergie.

Fahrwiderstandleistung = Massenträgheit der beschleunigten Masse + Wärme [Luftwiderstand + Rollreibung + Reibung im Antriebsstrang]

Davon kann nur die beschleunigte Masse als kinetische Energie gespeichert werden.

Ausrollleistung = Massenträgheit der beschleunigten Masse - Wärme [Luftwiderstand - Rollreibung - Reibung im Antriebsstrang]

Die Ausrollstrecke wird bezüglich Massenträgheit der beschleunigten Masse um den Betrag der Wärme als Verlust kürzer und nicht länger. Nach deiner Behauptung müsste die Ausrollstrecke aber länger werden, was physikalisch falsch ist.

Zur Erinnering:
Je länger die Ausrollstrecke ist, umso mehr Arbeit wurde geleistet:

W = F * ( s * eta)

Da aber der Luftwiderstand nicht von der Fahrzeugmasse abhängig ist, sondern nur die Beschleunigungsenergie ohne die Fahrwiderstände, und diese wieder zu 100% für diese Fahrwiderstände verwendet werden kann, ist es egal wie stark man beschleunigt (veränderte Wirkungsgrade der Batterie und Maschine bei Vollstrom mal aussen vor) und daher ist es für die Beschleunigungsenergie auch egal wie schwer der Wagen nun tatsächlich ist.

Nur wer dauernd die Reibbremse benützt, spürt einen schweren Wagen sehr stark beim Beschleunigen im Verbrauch. Nicht aber wegen dem Beschleunigen sondern wegen der Art des Bremsens.

Ich kürze mal ab, anscheinend versteht man einige pyhsikalische Zusammenhängen nicht, die Realtät ist eindeutig anders:

download/file.php?id=113877
download/file.php?id=128041
download/file.php?id=128042


Fahrstecke 23 km
RR: 0.009

Man kann gerne den Betrag der Rollreibung rausrechen und wird feststellen, dass der Mehrverbauch bezüglich der Rollreibung deutlich geringer ausfallen würde als im Diagramm.

[Ioniq1234]

Wenn wir nun die Bogen wieder zurückspannen zur Nachhaltigkeit, also Einsparung von Energie und Verringerung von Verlusten:

Eine hohe Fahrzeugmasse führt zu höheren Verlusten, beim Rollen, je nach Bauform auch beim Luftwiderstand.

Hohe Motorleistungen treiben im Alltag die Verluste hoch, da die E-Maschinen und Leistungselektronik nicht im optimalen Leistungsbereich (runde 50%) arbeiten können.

Rekuperation ist ein besseres Bremsen, man kann im besseren Bereich bis rund 2/3 der Energie zurückgewinnen, zu segeln jedoch ist der effizienteste Weg, kinetische Energie abzubauen.

Das unterschreibe ich so pauschal nicht.

Wenn die höhere Masse in bessere Effizienz investiert ist, kann sie den Verbrauch sogar drücken. Gute E-Maschinen, die zu dem noch entsprechend gesteuert werden, können in einem großen Lastbereich hohe Wirkungsgrade erzielen.

Akkus mit einem geringeren Innenwiderstand verbessern die Bilanz. Selbst wenn sie etwas schwerer sind.
Aerodynamikteile erhöhen das Gewicht, verringern aber den Luftwiderstand.

[AbRiNgOi]

ja alles richig.

Der Punkt ist ein anderer: Die Energie die du beim Beschleunigen ZUSÄTZLICH zu den Widerständen benötigst kann beim Ausrollen den Antrieb ersetzen und die nicht verwendete Energie beim Ausrollen ist genauso hoch wie die beim Beschleunigen aufgebrachte. Also gespeichert.

Alle Energie die für die Widerstände aufgebracht werden sind am Ende weg, in Wärme aufgegangen, so auch natürlich die der Beschleunigung wenn ich diese benutze um die Widerstände beim Verzögern zu bedienen.

Aber:
Wenn du (ohne den Luftwiderstand zu betrachten) den Wagen um 10km/h beschleunigst und dann wider um diese 10km/h ohne Bremsen verzögerst ist die aufgebrachte Energie gleich wie wenn du nicht Beschleunigt / Verzögert hättest. Die mehr Energie beim Beschleunigen = die gesparte Energie beim Verzögern. Die Widerstände hast du natürlich in beiden Fällen, eh klar, die bleiben aber gleich und ändern sich nicht. (zumindest nur wegen der höheren Geschwindigkeit und nicht wegen der Masse des Fahrzeuges und daher für unsere Betrachtung nicht wichtig).

[monZoo]

Ihr Naturwissenschaftler seid euch zumindest bei der Schwäche in der Orthografie einig:

Zur Widerholung:

der Beschleunigungswiederstand ist nur von der Masse abhängig.

[AbRiNgOi]

ja, der Widerstand ist schon schwer zu schreiben, weil da immer des e fehlen sollte, das geht unter wenn der Kopf wo anders ist... Das ist doch absolut wider der Natur. Schon wieder richtig

[Duke711]

ja alles richig.

Der Punkt ist ein anderer: Die Energie die du beim Beschleunigen ZUSÄTZLICH zu den Widerständen benötigst kann beim Ausrollen den Antrieb ersetzen und die nicht verwendete Energie beim Ausrollen ist genauso hoch wie die beim Beschleunigen aufgebrachte. Also gespeichert.

Alle Energie die für die Widerstände aufgebracht werden sind am Ende weg, in Wärme aufgegangen, so auch natürlich die der Beschleunigung wenn ich diese benutze um die Widerstände beim Verzögern zu bedienen.

Aber:
Wenn du (ohne den Luftwiderstand zu betrachten) den Wagen um 10km/h beschleunigst und dann wider um diese 10km/h ohne Bremsen verzögerst ist die aufgebrachte Energie gleich wie wenn du nicht Beschleunigt / Verzögert hättest. Die mehr Energie beim Beschleunigen = die gesparte Energie beim Verzögern. Die Widerstände hast du natürlich in beiden Fällen, eh klar, die bleiben aber gleich und ändern sich nicht. (zumindest nur wegen der höheren Geschwindigkeit und nicht wegen der Masse des Fahrzeuges und daher für unsere Betrachtung nicht wichtig).

Ja das ist bei einem Wirkungsgrad von eta = 1 der Fall.


Noch mal zum einfachen Beispiel mit dem Ausrollen:

Wenn nun Aufgrund der Getriebereibung die Ausrollstrecke kürzer wird, dann ist das ein Nachteil. Denn muss für eine längere Strecke wieder beschleunigt werden.

Dann Ausrollen ist ledeglich um den Betrag effizienter, das ein nicht vorhandener Akku und Motor einen Wirkungsgrad von 1 hat.

Also zu Wiederholung:

Ausrollen: eta 0,88
Rekuperieren: eta 0,88 * 0,85 * 0,94 = 0,69


Eigentlich wurde hier doch alles sauber nach einem Beispiel vorgerechnet:

------------------------------------------------------
W = m * a * s

Beschleunigung:

W = 1700 kg * 1,5 m/s² * 3000 m

W = 7,65 * 10^6 Nm

v = 1,5 m/s² * Wurzel (2 * 5000 m / 1,5 m/s²)

v = 94,86 m/s

Luftwiderstand:

1,2 kg/m³ * 0,5 * 0,25 * 2,2 m²

Rolreibung mit 0,009


zurück gelegter Weg:

s = 2365 m


Von diesen 7,65 * 10^6 Nm gehen bei einen Wirkungsgrad bezüglich Ausrollen: 0,76 [Beschleunigung] * 0,88 [Ausrolllen] > 1 - 0,669 = 33% verloren. D.h. es sind keine 2365 m, sondern nur 1608 m. Die Differenz von 757 m oder umgerechnet in reiner Rollreibungsarbeit:


Rollreibungsweg: s = 7,65 * 10^6 Nm * 0,33 / ( 1700 kg * 0,009 * 9,81 m/s²) = 16830 Meter

Diese 16830 Meter als möglicher Rollreibungsweg gehen als bei jeden Beschleunigungs und Ausrollvorgang verloren.

----------------------------------------------------------------

Somit stellt nun mal jede Beschleunigungsphase mit Rekuperation oder nur Ausrollen einen zusätzlichem Verlust da, der proportional mit der Fahrzeugmasse ist

Einfach mal die Diagramme anschauen und die Rollreibung mit RR 0,009 und einer Strecke von 23 km heraus rechnen. Man wird feststellen, dass die Zunahme der Verbrauchswerte deutlich geringer über eine Annahme der Rollreibung ausfallen würden.

Oder einfach hier schauen:

https://www.smart-c-a-e-solutions.de/seiten/1d.html

Modell zum herunterladen (Excel)

https://www.smart-c-a-e-solutions.de/sr ... 20ASM.xlsm

Beschreibung
https://www.smart-c-a-e-solutions.de/seiten/1d.html

[AbRiNgOi]

Von diesen 7,65 * 10^6 Nm gehen bei einen Wirkungsgrad bezüglich Ausrollen: 0,76 [Beschleunigung] * 0,88 [Ausrolllen] > 1 - 0,669 = 33% verloren. D.h. es sind keine 2365 m, sondern nur 1608 m. Die Differenz von 757 m oder umgerechnet in reiner Rollreibungsarbeit:

ok, einmal probier ich es noch, weil du die Rechnungen wirklich gut hinschreibst.

Ja die 757m gehen verloren, diesen Weg wird der Wagen nicht rollen weil die Widerstände diesen abgebremst haben. Der Wagen hat nun 2365m beschleunigt, davon hat der einen festen Teil pro Meter für die Widerstände ausgegeben und einen weiteren Teil für die Beschleunigen. Hätten wir nicht Beschleunigt hatten wir den Betrag x gespart und nur die Energie für die Widerstände ausgegeben. Hätten wir nicht beschleunigt müssten wir jetzt aber die 1608m nun mit dem Antrieb fahren, also aus der Batterie. Diese 1608m mit allen ihren Widerständen kommt nun aber weil wir mit der Energie x beschleunigt haben aus der beschleunigten Masse und nicht von dem Antrieb. Und die Energie die für diese 1608m aus der bewegten Masse entnommen wird und eben exakt genau diesen Wert NICHT aus der Batterie genommen wird, wird dies dort eingespart ohne zusätzliche Energie zu benötigen wie nochmalige Umladeverluste der Batterie oder weitere Maschinen Verluste. Nur die Widerstände werden bedient.