Dieses Thema wurde sicherlich bereits im Zusammenhang mit MS/X hinreichlich diskutiert. Ich habe nach kurzer Suche diesbezüglich nichts im Zusammenhang mit dem Model 3 gefunden und deswegen dieses Thema aufgemacht (bitte verschieben, falls doch ein ähnlicher Thread bereits existiert).
Es geht mir hier nicht darum die maximale Leistung der Rekuperation von ca. 70kW in Frage zu stellen. Bei meiner Fahrweise ist diese Leistung vollkommen ausreichend, so dass ich nur an Ampel die letzen paar km/h abbremsen muss. Vielmehr würde ich gerne verstehen welchen Wirkungsgrad die Rekuperation der Model 3 Antriebseinheit aufweist, d.h. welcher Bruchteil der rekuperierten Energie wandert in den Akku und welcher geht als Wärme in der Antriebseinheit oder sonstwie verloren.
Zur Veranschaulichung dient eine gleichmässige Fahrt mit konstanten 50km/h über einen Hügel. Bei einem Wirkungsgrad von 100% sollte nach gleicher Fahrstrecke kein Verbrauchsunterschied messbar sein, egal ob die Strecke hügelig oder flach war. Dass dies nicht der Wirklichkeit entspricht zeigt meine tägliche Erfahrung. Nur wie hoch ist der Rekuperationswirkungsgrad? Gibt es dazu irgendwelche Messungen? Wie sollte ein Messaufbau am besten aussehen? Ist der Wirkungsgrad abhängig von der Rekuperationsleistung, d.h. sollte man lieber länger rekuperieren aber dafür mit weniger Leistung, als kürzer bei voller Leistung (spielt vor allem beim Segeln eine Rolle)? Ist der Wirkungsgrad beim AWD niedriger als beim RWD?
Alles Fragen auf die ich nicht wirklich eine Antwort habe, aber vielleicht ist jemand hier weiter als ich.
Da der Wirkungsgrad beim Beschleunigen auch nicht 100% ist ergeben sich diese ca 64% aus der Multiplikation beider Wirkungsgrade, also zB 80% beim Beschleunigen und 80% beim Bremsen…
Wenn man den hypothetischen Hügel beiseite läßt, da ausser zum „Messen“ sonst nicht existent: meine Erfahrung ist, das ich bei hügeliger Route, noch ausgeprägter, im Gebirge, regelmäßig im Schnitt unter meinem Flachlandverbrauch lande. Das hängt natürlich auch damit zusammen, das ich auf dem Gotthart nicht 150 fahren kann/will.
Aber in Summe ist es einfach genial, daß es Reku gibt und die Landschaftsform verbrauchsbezogen quasi glattbügelt.
Ja. Doppelte Leistung bedeutet doppelter Strom => doppelter Strom bedeutet 4-fache Verluste. Da es neben den Leitungsverlusten aber noch andere Verluste (Reibung, Eisenverluste, usw.) gibt, gilt die Ver-4-fachung nicht für den Gesamtwirkungsgrad.
Belastbare Zahlen habe ich nicht. Da das M3 über SiC-Wechselrichter verfügt und die Batterie mit rel. geringer C-Rate belastet gehe ich von höherem Wirkungsgrad als beim BMW i3 aus. Ich würde je Vorgang (Beschleunigen/Rekuperieren) ca. 85% annehmen. Das sind dann insgesamt ca. 72% wenn man erst beschleunigt un dann wieder verzögert.
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Dieser Zusammenhang ist mir auch geläufig und geht mir beim Segeln häufig durch den Kopf. Beim Segeln rekuperiert man nicht gleichmässig, sondern eher schubweise, d.h. hohe Rekuperationsleistung wodurch, zumindest theoretisch, der Verbrauchsvorteil wieder etwas zunichte gemacht wird.
Belastbare Zahlen habe ich nicht. Da das M3 über SiC-Wechselrichter verfügt und die Batterie mit rel. geringer C-Rate belastet gehe ich von höherem Wirkungsgrad als beim BMW i3 aus. Ich würde je Vorgang (Beschleunigen/Rekuperieren) ca. 85% annehmen. Das sind dann insgesamt ca. 72% wenn man erst beschleunigt un dann wieder verzögert.
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Diese 70-75% habe ich auch häufiger gelesen. Habe mich nur gefragt, ob bereits wer einen Messversuch unternommen hat. Wundere mich auch, warum Björn diesem Effekt noch kein Messvideo gewidmet hat.
Ich habe auch den Eindruck, dass mein RWD besser rekuperiert (höhere Rekuperationsleistung) als mein P3D, kann das aber nicht wirklich nachweisen. Habe versucht mittels TeslaFi das zu analysieren, doch da wird zu sehr gemittelt.
Prinzipiell gibt es bei jedem Auto die folgenden Verluste resp. Widerstände:
Luftwiderstand
Rollwiderstand der Reifen
Innere Reibungskräfte des Fahrzeugs (z.B. Reibungswiderstände in Motor und Getriebe)
Trägheitswiderstand (Beharrungsvermögen der Fahrzeugmasse)
Dazu kommt eigentlich noch die Schwerkraft dazu (resp. die potentielle Energie) zur Überwindung von Hügeln.
Die ersten beiden Punkte sind prinzipiell gleich bei Verbrennern oder Elektrofahrzeugen (höchstens dass EV hier mehr Gewicht auf die Optimierung dieser Punkte legen).
Der dritte Punkt ist sicher sehr unterschiedlich, ob Verbrenner oder Elektro.
Der Hauptunterschied liegt aber im vierten Punkt: Beschleunigen benötigte Energie sowohl beim Verbrenner als auch beim Elektroauto. Beim Bremsen wird die Energie beim Verbrenner jedoch in Wärme umgewandelt, während sie beim EV wieder rekuperiert wird. Auf diesen Punkt bezieht sich Deine Frage.
Selbst wenn eine Rekuperation ohne Verluste (mit 100% Wirkungsgrad) möglich wäre, bleiben die Verluste aus den Punkten 1-3 bestehen. D.h. es ist nie möglich, die Energie, die ich für das Hinauffahren des Hügels benötigt habe, wieder vollständig auf der Talfahrt zu rekuperieren, auch wenn der Wirkungsgrad der Rekuperation 100% wäre.
PS: Wegen der Rekuperation ist übrigens das Gewicht bei den EV viel weniger relevant wie bei Verbrennern. Die Beschleunigung benötigt bei schwereren Autos zwar mehr Energie. Bei der Rekuperation wird aber auch wieder entsprechend mehr Energie zurück gewonnen. Ganz im Gegensatz zu den Verbrennern, die beim Bremsen entsprechend mehr Energie in Wäre umwandeln.
Und insgesamt ? Ich habe mir mal als Faustformel 50-60% gemerkt - sollte ungefähr hinkommen und entspricht auch meiner praktischen Erfahrung. Sprich beim auf den Berg fahren z.B. 20kWh verbraucht, beim runterfahren max. 10 kWh wieder rekuperiert.
Mir geht es wirklich nur um den Wirkungsgrad der Rekuperation. Alle anderen Kräft, die beim Fahren auftreten, sind mir wohl bekannt.
Bin selber Physiker, auch wenn das bei mir schon sehr lange zurückliegt.
Auch dieser Vergleich zum ICE ist natürlich klar. Jedoch kann man auch beim EV das Gewicht nicht ganz vernachlässigen. Eine höhere Masse verlang auch nach höherer Bremsleistung. Da die Rekuperationsleistung bei meiner Fahrweise aber mehr als ausreichend ist, sollte dieser Effekt nur eine geringe Rolle spielen. Allerdings merke ich (oder bilde mir das zumindest ein) einen kleinen Unterschied was die Rekuperation angeht zwischen P3D und RWD. Wenn ich mich nicht irre, dann sollten beide dieselbe Rekuperationsleistung haben. Der Unterschied in der Wahrnehmung kann gewichtsbedingt sein.
Sorry für die «Wiederholungssendung». Wollte nur zum Ausdruck bringen, dass da noch einige andere Dinge relevant sind. Leider habe ich keine konkreten Zahlen zum Wirkungsgrad der Rekuperation.
Ist nie verkehrt, das Wesentliche zu wiederholen. Ich muss auch so einiges immer wieder nachschauen oder nachrechnen, da ich vieles vergessen habe und leider nichts mehr mit der Physik zu tun habe.
Während wir da so theoretisieren habe ich mir gedacht, dass man das mit einem einfachen Experiment herausfinden kann: Bei mir in der Nähe hat es einen kleinen Pass. Also unten den «Zähler» auf null gestellt und mit dem Tempomat auf 50 km/h hochgefahren. In den Kurven natürlich langsamer, aber nie (wesentlich) mehr als 50 km/h. Damit sollten wir den Luftwiderstand vernachlässigen können.
Oben ein Foto des Screens gemacht. Zähler wieder auf Null und wieder runter mit Tempomat auf 50. Weder hoch noch runter mit der Bremse gebremst (ausser ganz am Schluss zum Anhalten).
Hier das Resultat:
Hoch: 2.4 km / 619 Wh/km
Runter: 2.3 km / -282 Wh/km
Ich konnte nicht ganz oben anhalten und musste noch rund 40m wieder (auf der gleichen Bergseite) runterfahren. Daher ist es hoch leicht weiter wie runter. Auf den Durchschnittsverbrauch hat das aber kaum einen Einfluss und die Differenz des Weges ist weniger als 5%.
282 / 619 = 45.5% Wirkungsgrad über alles (inkl. Reibung usw.). Das passt recht gut mit der Aussage von @ Dr. Schiwago zusammen:
Ich würde das etwas anders ausrechnen, aber vielleicht liege ich auch falsch.
Bei 50km/h sollte dein P3D bei 20°, Klima an und du 75kg 137Wh/km verbrauchen. Wenn du also im Flachland gefahren wärst, dann hättest du für die Strecke von 4.7km 0.644kWh verbraucht. Tatsächlich hast du aber auf den 4.7km 0.837km verbraucht. Das würde einen Wirkungsgrad von 76.9% ergeben. Alternativ (vielleicht sogar besser) würde ich jeweils den Verbrauch im Flachland von dem Verbrauch bergrauf und bergab abziehen. Dann ergibt sich ein Wirkungsgrad von 83.3%.
Fehler können bei dieser Messung dadurch entstehen, dass du nach der Messfahrt nicht genau auf der selben Meereshöhe bist, d.h. dass du mgh Energie irgendwo gewonnen oder verloren hast. Auch meine 137Wh/km bei 50km/h sollten durch eine Kalibrierungsfahrt in der Ebene gemessen werden, am besten am selben Tag am selben Ort (Temperatur Wind).
Du hast ausgerechnet, wie viel ich verliere, weil ich über den Hügel gefahren bin anstatt nur gerade aus. Dadurch habe ich 23.1% resp. 16.7% «verloren» (resp. die Differenz zu 100% als Wirkungsgrad, wie Du angegeben hast).
Meine Betrachtung war eine andere: Hoch habe ich 619 Wh/km verbraucht und wenn ich eine verlustlose Rekuperation (und auch sonst keine Verluste) hätte, so hätten wieder 619 Wh/km herauskommen müssen wenn ich unten ankomme. Es ist aber nur knapp die Hälfte rausgekommen, daher hat die Rekuperation nur knapp 50% Wirkungsgrad (inkl. anderer Verluste).
Passt also beides, aber sind verschiedene Aussagen / Erkenntnisse.
Ich habe übrigens genau wieder am gleichen Ort angehalten wie ich gestartet bin. Ich bin den Pass nur auf der einen Seite gefahren und habe wieder umgedreht. Daher spielt meine Energie mgh keine Rolle.
Ach, das ist nicht schlecht und hilft natürlich Windverhältnisse zu vernachlässigen.
Zu deiner Rechnung: Wenn man sonstige Verluste ignoriert, dann ist die Erwartung bei 100% Wirkungsgrad bergauf genau das zu verbrauchen, was man bergab wieder gewinnt richtig. Die Verlustenenrgie 137Wh/km (also die Energie, die dein Wagen bei 50km/h in der Ebene verbraucht) ist aber bei dieser Messung durchaus signifikant, deswegen auch der höhere Wirkungsgrad in meiner Rechnung. Mit dem RWD, ohne Klima bei 30° wären es nur noch ca. 80Wh/km. Da müsste dann auch in deiner Rechnung ein etwas höherer Wirkungsgrad rauskommen.
Kannst du noch etwas zum Steigungsgrad sagen? Gegebenenfalls zur Rekuperationsleistung bergab. War das relativ konstant?
Leider habe ich hier nirgendwo so einen Hügel wo es 2.4km bergauf geht.
Ich werfe mal in den Raum, dass die Rekuperation effizienter ist, wenn man sie nicht voll ausreizt. Also lieber etwas vorher ausrollen lassen und nur 30 kW nutzen als ausreizen und später, dafür mit 60 kW verzögern. Ich selbst versuche immer in etwa so zu rekuperieren, dass die Bremslichter noch nicht angehen.
Route, noch ausgeprägter, im Gebirge, regelmäßig im Schnitt unter meinem Flachlandverbrauch lande. Das hängt natürlich auch damit zusammen, das ich auf dem Gotthart nicht 150 fahren kann/will.