Verbrauch u. Rekuperation am Berg bei untersch. Geschwindigk

Technische Informationen zum Model S...

Verbrauch u. Rekuperation am Berg bei untersch. Geschwindigk

von tubist88 » 16. Mär 2014, 19:37

Ich hatte (noch mehr als damals beim Ampera, der ja 2 E-Motoren hat) die Befürchtung, daß der Motor des Model S bei langsamen Geschwindigkeiten am Berg einen schlechten Wirkungsgrad hat, so daß es sich lohnen könnte, schneller zu fahren.
Dazu habe ich heute folgende Messung gemacht:

Eine Strecke von 3 km mit 150 m Höhenunterschied mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten befahren (Heizung natürlich aus).

Bergauf mit 30 km/h: Verbrauch 1,4 kWh
Bergauf mit 50 km/h: Verbrauch 1,4 kWh
Bergauf mit 60 km/h: Verbrauch 1,4 kWh
Bergauf mit 70 km/h: Verbrauch 1,4 kWh
Bergauf mit 75 km/h: Verbrauch 1,4 kWh

Bergab mit 30 km/h: Rekuperiert 0,5 kWh
Bergab mit 50 km/h: Rekuperiert 0,4 kWh
Bergab mit 60 km/h: Rekuperiert 0,4 kWh
Bergab mit 70 km/h: Rekuperiert 0,4 kWh
Bergab mit 75 km/h: Rekuperiert 0,4 kWh

Die Befürchtung, daß der Motor (da nur eine Übersetzung) bei niedrigen Drehzahlen einen schlechten Wirkungsgrad hat, trifft nicht zu. Besser ausgedrückt, der geringe Nachteil wird auch am Berg durch den höheren Luftwiderstand kompensiert.

Physikalische Rechnung: Um 2200 kg 150 Meter hochzuheben werden 0,9 kWh gebraucht bzw frei.

Bei <50 km/h braucht man in der Ebene lt Tabelle 0,12 kWh/km also für die Strecke 0,36 kWh.
Für die Überwindung des Höhenunterschiedes werden zusätzlich also 1,04 kWh gebraucht.
Davon bekommt man bergab 0,4 + 0,36 = 0,76 kWh wieder zurück.
Wirkungsgrad des Antriebes bergauf 87%
Wirkungsgrad der Rekuperation bergab 84 %

Bei 70 km/hbraucht man in der Ebene lt Tabelle 0,14 kWh/km also für die Strecke 0,42 kWh.
Für die Überwindung des Höhenunterschiedes werden zusätzlich also 0,96 kWh gebraucht.
Davon bekommt man bergab 0,4 + 0,42 = 0,82 kWh wieder zurück.
Wirkungsgrad des Antriebes bergauf 94%
Wirkungsgrad der Rekuperation bergab 91 %

Leider habe ich gerade nicht mehr als 150 Höhenmeter am Stück zur Hand. Vielleicht kann ich (oder wer anders) es in den Alpen mal testen um die Messungen zu verfeinern.

Fazit: Im Gegensatz zur Fahrt in der Ebene ist es ziemlich egal, ob man mit 30 km/h oder 70 km/h einen Berg rauf oder runter fährt. Der bessere Wirkungsgrad wird durch den höheren Luftwiderstand kompensiert.

Der Ampera verhält sich übrigens etwas anders, hier nachzulesen http://www.opel-ampera-forum.de/viewtopic.php?f=2&t=1679.
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Re: AW: Verbrauch u. Rekuperation am Berg bei untersch. Gesc

von Volker.Berlin » 16. Mär 2014, 19:56

Sehr spannend, danke für die Dokumentation Deiner Versuchsreihe und die Analyse/Interpretation!
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Re: Verbrauch u. Rekuperation am Berg bei untersch. Geschwin

von trimaransegler » 16. Mär 2014, 20:13

Mich erstaunt der hohe Reku-Wirkungsgrad. Das ist bei anderen Autos nicht so
Viele Grüße aus dem Westerwald

Friedhelm

Wer meinen Empfehlungslink nutzen möchte und uns beiden dann 1500 km free Supercharging gibt, hier ist er: http://ts.la/drfriedhelm6242
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Re: Verbrauch u. Rekuperation am Berg bei untersch. Geschwin

von tubist88 » 16. Mär 2014, 20:39

trimaransegler hat geschrieben:Mich erstaunt der hohe Reku-Wirkungsgrad. Das ist bei anderen Autos nicht so


Stimmt. Der Ampera ist minimal schlechter.

Physikalische Rechnung: Um seine 1732 kg 150 Meter hochzuheben werden 0,7 kWh gebraucht bzw frei.

Bei <50 km/h braucht man in der Ebene erfahrungsgemäß 0,09 kWh/km also für die Strecke 0,27 kWh.
Für die Überwindung des Höhenunterschiedes werden zusätzlich also 0,93 kWh gebraucht.
Davon bekommt man bergab 0,3 + 0,27 = 0,57 kWh wieder zurück.
Wirkungsgrad des Antriebes bergauf 96 % (Model S 87 %)
Wirkungsgrad der Rekuperation bergab 81 % (Model S 84 %)

Bei 70 km/h braucht man in der Ebene erfahrungsgemäß 0,11 kWh/km also für die Strecke 0,33 kWh.
Für die Überwindung des Höhenunterschiedes werden zusätzlich also 0,87 kWh gebraucht.
Davon bekommt man bergab 0,3 + 0,33 = 0,63 kWh wieder zurück.
Wirkungsgrad des Antriebes bergauf 80 % (Model S 84 %)
Wirkungsgrad der Rekuperation bergab 90 % (Model S 91 %)

Gerne hätte ich zusätzlich die Werte an diesem Berg mit dem Roadster oder einem Zoe gewusst bzw ermittelt ... ...
Zuletzt geändert von tubist88 am 16. Mär 2014, 23:57, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Verbrauch u. Rekuperation am Berg bei untersch. Geschwin

von raffiniert » 16. Mär 2014, 22:57

Ein schweres Auto wird - wenn alles andere identisch ist - immer eine höhere Rekuperation schaffen, da die kinetische Energie höher, der Luftwiderstand aber der gleiche ist.
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Re: Verbrauch u. Rekuperation am Berg bei untersch. Geschwin

von UTs » 17. Mär 2014, 00:16

87% * 84% = 73% Wirkungsgrad

Laut Aussage eines Bekannten hat sein Nissan Leaf sage und schreibe 93 % Wirkungsgrad.
Ist das richtig?

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Re: Verbrauch u. Rekuperation am Berg bei untersch. Geschwin

von tubist88 » 17. Mär 2014, 09:55

UTs hat geschrieben:87% * 84% = 73% Wirkungsgrad

Laut Aussage eines Bekannten hat sein Nissan Leaf sage und schreibe 93 % Wirkungsgrad.
Ist das richtig?

Uli


In diesem Thread habe ich nur die Hubarbeit am Berg betrachtet, nicht den Wirkungsgrad bei Fortbewegung in der Ebene ohne Rekuperation. Die Daten sind also für Flachlandbewohner, Holländer etc vollkommen bedeutungslos.
Nur beim langsamen Bergauf- und Bergabfahren ist das relevant. Sie sind zudem sehr ungenau, da die Strecke und der Höhenunterschied dafür zu kurz war.
Ich wollte auch gar nicht einen absoluten Wirkungsgrad herausfinden, sondern lediglich einen Unterschied bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten.

Keine Ahnung, was Deine Zahl vom Leaf aussagt. Sicherlich keinen Gesamtwirkungsgrad sondern vielleicht den vom Ladegerät oder den vom Motor oder den der Leistungselektronik.
Ich kann mir nicht vorstellen, daß es in Sachen Wirkungsgrad so große Unterschiede zwischen den Autos gibt.

Mir persönlich ist es im Fall Model S sogar ziemlich egal. Denn die Batterie ist groß genug und wenn ich an PV oder SC Lade kommt es mit auf ein paar Prozent Wirkungsgrad auch gar nicht an.
Zuletzt geändert von tubist88 am 17. Mär 2014, 10:53, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Verbrauch u. Rekuperation am Berg bei untersch. Geschwin

von Beatbuzzer » 17. Mär 2014, 09:59

Weiterhin hat der Leaf einen Synchron-Motor, während Model S einen Asynchron-Motor hat.
Der Synchron-Motor hat einen etwas höheren Wirkungsgrad als einen der wenigen Vorteile ;)
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Re: Verbrauch u. Rekuperation am Berg bei untersch. Geschwin

von UTs » 17. Mär 2014, 10:25

Ihr habt mich falsch verstanden. Es geht mir um den Wirkungsgrad des Rekuperierens.
Mein Bekannter nannte mir eine Unterführung mit Benutzung des Tempomats als Beispiel. Beim runterfahren speichert der Nissan Leaf die gewonnene Energie in einem Zwischenspeicher (?) und beim wieder hochfahren wird die Energie aus dem Zwischenspeicher genutzt und ist erst kurz bevor die ursprüngliche Höhe wieder erreicht wurde, aufgebraucht.

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Re: Verbrauch u. Rekuperation am Berg bei untersch. Geschwin

von tubist88 » 17. Mär 2014, 11:14

UTs hat geschrieben:Ihr habt mich falsch verstanden. Es geht mir um den Wirkungsgrad des Rekuperierens.
Mein Bekannter nannte mir eine Unterführung mit Benutzung des Tempomats als Beispiel. Beim runterfahren speichert der Nissan Leaf die gewonnene Energie in einem Zwischenspeicher (?) und beim wieder hochfahren wird die Energie aus dem Zwischenspeicher genutzt und ist erst kurz bevor die ursprüngliche Höhe wieder erreicht wurde, aufgebraucht.

Uli


Und daraus will er die 93% Wirkungsgrad ableiten? Der Leaf speichert das genau wie Model S im Akku. Wo sonst? Autos mit PowerCap als Zwischenspeicher gibts meiner Kenntnis nach noch nicht. Du solltest das nicht überbewerten.

Ich denke, beide Autos haben um die 90% Wirkungsgrad (von Akku zu Straße bzw von Akku zu Hubarbeit am Berg). Bei Rekuperation hast Du das ganze doppelt also ca 90% mal ca 90% gleich ca 80% und das ist sehr sehr gut.
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