Elektromobilität - hier geht es nicht um Hybridtechnologie!

ich versteh nicht ganz, wieso man hierüber diskutieren muss ... aber Physik Grundwissen aus der "Schule" ist das sicher nicht, eher Uni oder FH. Zumindest hatte ich auf Gymmi und FOS solche spezifischen Lerninhalte nicht in Physik ... aber davon mal abgesehen:
Der E-Antrieb beim Kfz wird mit den nächsten Jahrzehnten sicher noch verfeinert ... effizientere Motoren, leistungsfähige Akkus und sicher auch eine Art Getriebe, die sowohl dem Drehmoment als auch den Drehzahlen gewachsen ist.
Die ganze Technik steckt quasi noch in den Kinderschuhen.

 

Auch du hast hier einen kleinen Denkfehler, die Momentanleistung kannst Du nicht direkt auf /100km umrechnen, die Leistung ist erstmal /h

40km/h bei 2,5kw/h -> 6,25kw/100km -> (5,5l/100km -> 48,4kw/100km) -> 12,9% Effektivität
75km/h bei 5kw/h -> 6,6kw/100km -> (6,0l/100km -> 52,8kw/100km) -> 12,5% Effektivität
100km/h bei 14kw -> 14kw/100km -> (6,2l/100km -> 54,56kw/100km) -> 25,65% Effektivität

Die Effektivität ist also schlecht, aber nicht ganz so schlecht, wie Du gerechnet hast

 

Elektro Motoren für Industrie gibt's ne Norm IE4 da ist die Effizienz geregelt. Da geht nicht mehr wirklich viel.
Wo noch Spielraum ist, ist Leistungselektronik (Umrichter) und Akku Regler. Sowie Verbesserung der Lade/Entlade Verluste.

Getriebe kann man sich bis zu gewissen Geschwindigkeits Bereichen sparen. Aber auch ein E Motor hat natürlich Grenzdrehzahlen. Somit hat wohl jedes E-Auto zumindest ein Einstufiges Getriebe enthalten. Eine zweite Fahrstufe ist nur notwendig wenn ich die Fahrleistungen verbessern will (Beschleunigung/Geschwindigkeit) für den "Verbrauch" aber eher unerheblich.

@Olav, die Zeitkomponente hab ich extra rausgelassen, es ging nur um die Verdeutlichung nicht um 100% Belastbare Werte...
Aber ja du hast recht. Ist in meiner Rechnungen eigentlich zwingend notwendig.

 

Hier ein schöner Artikel, warum es in der Formel E eigentlich keinen Sinn macht ein Schaltgetriebe einzusetzen
Formel E Technik: Audis Trick mit neuem Ein-Gang-Getriebe

Und hier noch allgemein die Formel E erklärt:
Formel E Auto: Technik im Detail erklärt

 

dass nicht mehr viel geht, dachte man in vielen Bereichen ... Verbrennungsmotoren, Computerprozessoren, ... warte mal ab was da noch alles geht.
Eine willkürlich erstellte Norm, von der man denkt, sie ist das Optimum oder Maximum, setzt nicht physikalische Grenzen und den Entwicklungsdrang der Ingenieure ausser Kraft ...

warum? Weniger Drehzahl bedeutet weniger Verbrauch, auch beim E-Motor. Wenn man ein leistungsfähiges z.B. stufenloses oder gestuftes automatisches Getriebe entwickelt, dass die Motordrehzahl im normalen Fahrbetrieb in einem optimierten Bereich hält, reduziert das doch den Verbrauch - oder lieg ich da falsch?

 

Falsch liegst Du nicht ganz, aber Sinn macht es erst in speziellen Anwendungsfällen.
Am Beispiel des Tesla Roadsters von 2008 wurden die ersten Modelle mit einem zweistufigen Getriebe ausgeliefert. Dies verringerte die Beschleunigung und Leistung so massiv (0-100km/h in 6 statt 4 Sekunden, 260nm statt 380nm, instabiles Bauteil, etc), dass es in späteren Modelljahren entfernt wurde.

Bei schnelleren (weit jenseits der 250km/h) macht es vielleicht Sinn. Im "normalen" Bereich für ein EV eher nicht. Soweit ich weiß hat der Tesla Semi (LKW) ebenfalls kein Getriebe.

 

wie gesagt - mal abwarten, was da noch geht, ob es im Zuge der "aufsteigenden" E-Antriebs-Technologie nicht noch irgendwas ganz neues geben wird, womit jetzt noch niemand rechnet.
2stufiges Getriebe is ja auch Quatsch... ich stelle mir da eher was stufenloses vor, das je nach Druck aufs "Gas"-Pedal mehr oder weniger Drehmoment zur Verfügung stellt, so wies gerade gebraucht wird. Ne Software dazu hätte man sicher auch halbwegs schnell geschrieben.

 

Laut Horst Lüning, dem Tesla hörigen, hat das Model 3 einen neuartigen Motor, den es in der Leistung wohl bisher noch nicht gab, eingebaut.
Angeblich extrem sparsam.
Mal abwarten was die Tester so sagen.

Und da sehe ich auch einen gewaltigen Sprung von 75 auf 100km/h, der beim Verbrenner nur minimal ausfällt.
Klar ist der Wirkungsgrad beim Verbrenner vorher schlechter, der Energiegehalt höher usw., aber das alles interessiert ja nicht.
Warum springt der Verbrauch um gute 300% bei nur 25km/h?
Das ist das was mich interessiert.

 

...ähm... seit Anfang 2018 fahren genügend Model 3 durch die US von A. Tatsächlicher Verbrauch beläuft sich zwischen 10-20kWh, typischerweise um die 15kWh. Aktuell gibt es nichts das auch nur ansatzweise gegen ein Model 3 anstinken könnte was P/L, Verbrauch und einem grandiosen, zuverlässigen *verfügbaren* Schnellladenetz angeht.
Unglaublich bahnbrechend ist der Motor nicht, es gab einen permanent magnetischen Elektromotor nur in noch keinem Tesla, die anderen Modelle haben Induktionsmotoren. Rekuperation ist mit dem Permanentmagnet Elektromotor um einiges effektiver.
Tesla motor designer explains Model 3’s transition to permanent magnet motor

P.S.: Die Tester der deutschen Autopresse (Zweideutigkeit absichtlich) werden das Model 3 so lange zerlegen und schlecht reden, bis es einheimische Konkurrenzmodelle mit viel gravierenderen Schwächen als nicht 100%ig eingepasste Panel gibt. *glaskugelwegpack*

 

Stufenlos ist die Leistung des Elektromotors sowieso. Wenn man jetzt noch ein stufenloses Getriebe dazwischenflanscht hat man wieder den Gummibandantrieb und massive Verlustleistung die man sich bei Verbrennern vielleicht leisten kann (60l Diesel == ~600kWh), bei einem maximal 100kWh großen Akku nicht.

 

Ehmm, war es nicht so, dass ein E-Motor gerade in den niedrigen Drehzahlen besonders viel Strom zieht? So Thema Anlaufstrom.
Effizienter wird der E-Motor bei höherer Drehzahl,richtig viel Drehmoment hat er im niedrigen Bereich

 

wenn ein E-Motor permanent bei optimaler Drehzahl läuft (hoch oder niedrig, je nach Lastfall und Bedarf), braucht er doch keinen Anlaufstrom... und wenn dann ein intelligentes Getriebe die Geschwindigkeit regelt und nicht der E-Motor direkt, könnte ich mir eine Effizienzsteigerung schon vorstellen.
Wenn ich mit mehr oder weniger gleichmäßigen 200 über die Bahn fliegen will, brauch ich doch nicht zwingend hohe Drehzahlen

 

ok ... ich hab mich mit dieser Materie noch nicht befasst und hab Wissenslücken
Fakt is, dass ich mir momentan sicher kein E-Auto kaufen würde. Dafür ist mir das Ganze noch nicht fertig genug entwickelt, besonders die Bereiche Akku und Laden.Da ist noch viel Luft nach oben.

 

Hauptproblem ist da die ungefederte Masse, ansonsten ja. Deswegen eher Motor reltiv direkt in/an das Differnzial

 

Bei einer spitzen Effizienz von 97% und über den ganzen Bereich (Ausnahme Anlauf) von über 90% sind dort die einsparmöglichkeiten eher Gering.

Variables Getriebe, egal ob CVT oder X-Gänge machen insofern wenig Sinn, da die Effizienz eben über extrem weiten Bereich und auch die Leistung da ist. Eben nicht wie bei einem Verbrenner, Kupplung ist beim Verbrenner nötig, da der Motor nicht bis 0 drehen kann und dort auch nicht anlaufen kann.

Getriebe macht nur Sinn wenn man bessere Beschleunigung oder höhere Endgeschwindigkeit erreichen will. Eine Über/Untersetzung hat man eigentlich immer. Damit kann man halt das Raddrehmoment bzw die Leistung am Reifen anpassen.
Drehzahl am E-Motor ist daher uninteressant, da die einzigen "Bremsen" also Widerstände die Lager also 1 vorne 1 hinten ist sowie die Luft im Luftspalt. Und natürlich wenn Lüfter auf der Welle sitzen steigt mit der Drehzahl auch die Leistung der Lüfter welche mit gleicher Leistung den Motor bremsen.

Effizienzklassen für IEC Netzmotoren - Antriebstechnik - Siemens

PS. Hat zwar nix mit Auto zutun, die werden unter anderem bei uns gefertigt und ich habe ein paar Kundenaufträge Gemacht (Konstruktiv)

Hm ich meine mich zu erinnern das in der Realschule gehabt zu haben, das sich der Luftwiderstand potentiell zu Geschwindigkeit ändert. So ausgeführt natürlich nicht, ich erinnere mich aber an einen Versuch mit Feder im Vakuum...


Hier nochmal Leistungsdiagramm des Model S.
http://i.imgur.com/qioFx.png

Quelle ist Projekt Tesla Modell S • Photovoltaikforum

Dabei sieht man das ein Getriebe nur hinten raus noch Sinn machen Würde um den Durchzug bei hohen Geschwindigkeiten zu verbessern.

 

...P100D im Ludicrious+ Modus mit 19" Rädern samt Winterreifen bei ~20°C, von 100% auf 10% in ~1 Stunde Autobahn bei 200km/h.
Gefahrene Strecke ca. 175km bei 45kWh/100km.
Bei 10% meldet sich der Power Limiter kurz, dass gerade eben "nur" 200kW zu Verfügung stehen.
45kWh/100km oder Strom für ~€10/100km vs. 4,5l Diesel bei 200km/h und mindestens 200kW (sehr realistisch ). Find ich schon beeindruckend.

 

Was findest du beeindruckend?

 

Schätze mal, positiv den Verbrauch bei 200km/h