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Warum müssen E-Autos so viele PS haben?
Ich frage mich warum ein E-Fahrzeug wie der ID3, der sicher ein guter Kompaktwagen und für Ausflüge ins Umland geeignet ist, eine Leistung von 107KW hat. Bei einem Eigengewicht von knapp 1800kg sollten doch zB. 66KW ausreichend sein. Insbesondere deswegen, da ein Elektromotor ab der Drehzahl 1 das volle Drehmoment zur Verfügung hat und die Endgeschwindigkeit von 160 km/h damit erreicht werden kann. Aber auf Grund der geringeren Leistung würde sich bei gleichbleibender Batterie die Reichweite erhöhen. Kann mir bitte jemand erklären warum die E-Autos immer eine relativ hohe Leistung haben. Ich habe mir schon überlegt für die Stadt ein E-Mobil zu kaufen und für die Urlaubsreisen einen Mietwagen zu nehmen. Wegen der hohen Leistungen dieser Autos, die ich in der Stadt und Umgebung nicht brauche kann ich mich nicht dafür begeistern. Eine größere Reichweite wäre mir wichtiger als eine hohe Leistung
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115 Antworten
Zitat:
@Woeufu schrieb am 21. Februar 2023 um 13:55:07 Uhr:
Zitat:
@holgor2000 schrieb am 5. Februar 2022 um 09:49:42 Uhr:
Da ist erstmal kein kausaler Zusammenhang, bzw. es ist das Strompedal und das kannst du selbst bestimmen.
Ein Elektroauto mit 200kW Maximalleistung verbraucht 20kW, wenn du 20kW abrufst.
Ein Elektroauto mit 150kW Maximalleistung verbraucht 20kW, wenn du 20kW abrufst.
Ein Elektroauto mit 100kW Maximalleistung verbraucht 20kW, wenn du 20kW abrufst.
Etc.
Das ist wie bei den alten Glühbirnen. Wenn du eine 60W Glühbirne auf 40W dimmst, verbraucht sie 40W, also genau soviel wie eine 40W Glühbirne.
Darf ich das mal qualitativ richtig stellen?
Ein Elektroauto mit 200kW Maximalleistung verbraucht 30kW, wenn du 20kW abrufst.
Ein Elektroauto mit 150kW Maximalleistung verbraucht 27kW, wenn du 20kW abrufst.
Ein Elektroauto mit 100kW Maximalleistung verbraucht 24kW, wenn du 20kW abrufst.
Etc.
Der Hochstromkabel, Konverter, Motor, Getriebe, Antriebswellen und Fahrwerk eines 200kW Elektoautos wiegen auch knapp das doppelte.
Das ist wie bei den alten Glühbirnen. Wenn du eine 60W Glühbirne auf 40W dimmst, verbraucht sie 40W, also genau soviel wie eine 40W Glühbirne. ...Leuchtet aber nur halb so hell.
Wie immer im Leben: Überdimensionieren macht ineffizient.
Im Bild eine 20kW Linie, extra für Dich :-)
Morgen...!
Laut meinem Buch, Grundlagen der Elektromobilität, können bei größeren und leistungsstärkeren Elektromotoren mehr magnetische Felder den Rotor antreiben. Trotz höherer Masse und weiterer negativer Aspekte, würde dieser Motor weniger verbrauchen, als ein kleinerer und leichterer Motor mit weniger Leistung, wenn die selbe Leistung abgerufen wird.
Sprich, bei gleichem Modell, jedoch unterschiedlichen Motorisierungen und konstanter Geschwindigkeit, wird der größere Motor weniger verbrauchen.
Jedoch hat Hr. Bloch von der AMS mal gesagt, dass Elektromotoren bei Teillast nicht mehr soo effizient sind...;)
Ein interessantes Effizienzfeld / Verbrauchskennfeld gibt´s unter [1].
MfG André
Es ist natürlich möglich dass die Hersteller denselben Motor mit 3 verschiedenen Etiketten verkaufen. Lediglich die Parametrierung ist anders. Preispolitik eben.
Das heisst im Umkehrschluss, wenn Du den "vermeintlich schwächeren" kaufst klebt da nur ein Korken unterm Gaspedal (vorsicht Metapher).
GTI-Problem. Der 50-PS Golf und der GTI hatten viele gemeinsame Teile. Der 50-PS Golf fuhr dann halt mir einer Menge überdimensionierter Teile herum und war entsprechend schwer und ineffizient.
Wer ein effizientes Auto sucht ist wahrscheinlich bei Mercedes am falschen Ort. Das entspräche nicht der Tradition.
Zitat:
@pcAndre schrieb am 21. Februar 2023 um 14:40:03 Uhr:
Zitat:
@Woeufu schrieb am 21. Februar 2023 um 13:55:07 Uhr:
Darf ich das mal qualitativ richtig stellen?
Ein Elektroauto mit 200kW Maximalleistung verbraucht 30kW, wenn du 20kW abrufst.
Ein Elektroauto mit 150kW Maximalleistung verbraucht 27kW, wenn du 20kW abrufst.
Ein Elektroauto mit 100kW Maximalleistung verbraucht 24kW, wenn du 20kW abrufst.
Etc.
Der Hochstromkabel, Konverter, Motor, Getriebe, Antriebswellen und Fahrwerk eines 200kW Elektoautos wiegen auch knapp das doppelte.
Das ist wie bei den alten Glühbirnen. Wenn du eine 60W Glühbirne auf 40W dimmst, verbraucht sie 40W, also genau soviel wie eine 40W Glühbirne. ...Leuchtet aber nur halb so hell.
Wie immer im Leben: Überdimensionieren macht ineffizient.
Im Bild eine 20kW Linie, extra für Dich :-)
Morgen...!
Laut meinem Buch, Grundlagen der Elektromobilität, können bei größeren und leistungsstärkeren Elektromotoren mehr magnetische Felder den Rotor antreiben. Trotz höherer Masse und weiterer negativer Aspekte, würde dieser Motor weniger verbrauchen, als ein kleinerer und leichterer Motor mit weniger Leistung, wenn die selbe Leistung abgerufen wird.
Sprich, bei gleichem Modell, jedoch unterschiedlichen Motorisierungen und konstanter Geschwindigkeit, wird der größere Motor weniger verbrauchen.
Jedoch hat Hr. Bloch von der AMS mal gesagt, dass Elektromotoren bei Teillast nicht mehr soo effizient sind...;)
Ein interessantes Effizienzfeld / Verbrauchskennfeld gibt´s unter [1].
MfG André
Das ist Quark. Das siehst Du ja auch an deinem Kennfeld. Je mehr Du im grün/blauen Bereich rumdümpeslst desto ineffizienter ist er Motor. Am effizientesten fährst ihn volle Kanne im mittleren Drehzahlbereich. Und mit welchem Motor kannst längere Zeit volle Kanne fahren? Mit einem der mit Müh und Not die Karre noch bewegt bekommt.
Also doch wieder Getriebe einbauen und mit Sägezahn fahren. ;)
Zitat:
@Woeufu schrieb am 21. Februar 2023 um 15:08:05 Uhr:
Zitat:
@pcAndre schrieb am 21. Februar 2023 um 14:40:03 Uhr:
Morgen...!
Laut meinem Buch, Grundlagen der Elektromobilität, können bei größeren und leistungsstärkeren Elektromotoren mehr magnetische Felder den Rotor antreiben. Trotz höherer Masse und weiterer negativer Aspekte, würde dieser Motor weniger verbrauchen, als ein kleinerer und leichterer Motor mit weniger Leistung, wenn die selbe Leistung abgerufen wird.
Sprich, bei gleichem Modell, jedoch unterschiedlichen Motorisierungen und konstanter Geschwindigkeit, wird der größere Motor weniger verbrauchen.
Jedoch hat Hr. Bloch von der AMS mal gesagt, dass Elektromotoren bei Teillast nicht mehr soo effizient sind...;)
Ein interessantes Effizienzfeld / Verbrauchskennfeld gibt´s unter [1].
MfG André
Das ist Quark. Das siehst Du ja auch an deinem Kennfeld. Je mehr Du im grün/blauen Bereich rumdümpeslst desto ineffizienter ist er Motor. Am effizientesten fährst ihn volle Kanne im mittleren Drehzahlbereich. Und mit welchem Motor kannst längere Zeit volle Kanne fahren? Mit einem der mit Müh und Not die Karre noch bewegt bekommt.
Morgen...!
Ob das Quark ist, kann ich nicht beurteilen. Jedoch kann ich als fachliche Quelle das Buch "Grundlagen der Elektromobilität" [1] zitieren. ;)
Ob die darin befindliche Begründung auch richtig ist, vermag ich mit meinem gefährlichen Halbwissen nicht beurteilen zu können.
Beigefügt findest du die Erläuterung aus dem Buch Seite 229f.
MfG André
[1] Link zum Buch
Das Thema Wirkungsgradoptimierung ist viel zu komplex, um das auf ein paar Punkte runterzubrechen.
Das schreibt ja auch die Quelle von @pcAndre
Hinzu kommt, dass ja auch noch die Getriebestufe und deren Übersetzung mitreinspielt (im besten Fall mit Festübersetzung).
Das Thema Teillastoptimierung ist seit Ewigkeiten relevant, wird aber natürlich auch gerne dazu betrieben, um im WLTP gut auszusehen.
Wie realistisch dann diese Betriebspunkte für den tatsächlichen Alltag sind, steht auf einem anderen Blatt.
Fakt bleibt aber was hier schon oft erwähnt wurde, dass die vielen PS bei E-Autos keinen so gravierenden Einfluss auf die Effizienz haben wie viel Hubraum/viel PS bei einem Verbrennungsmotor.
Ich hatte mit dem IE-Thema zu tun, wenn auch nur peripher.
Unterm Strich war das immer so das bisher kleinere E-Motoren für die Industrie durch größere und damit effizientere zwangsweise ersetzt werden, was insbesondere bei dem Thema Ersatzteil immer wieder massive Platzproblematik mit sich bringt.
Die bisherige kleinere Baugröße darf nach IE-Norm nicht mehr erworben werden;
Das ist im Hintergrund ein massiver Wechsel von Generationen die hier die letzte Dekade von den Stärksten bis runter zu immer schwächeren Motoren durchgezogen wird.
Und da ist es komplett egal ob die Motoren die Betriebszeit durchlaufen oder nur mit schöner Regelmäßigkeit kurz anspringen.
Deshalb steht auch nicht die Industrie, sondern hauptsächlich der Verkehrssektor am Pranger; denn da ist bis vor ein paar Jahren so gut wie nichts passiert, und der Nachholbedarf ist enorm.
Zitat:
@Woeufu schrieb am 21. Februar 2023 um 15:03:36 Uhr:
GTI-Problem. Der 50-PS Golf und der GTI hatten viele gemeinsame Teile. Der 50-PS Golf fuhr dann halt mir einer Menge überdimensionierter Teile herum und war entsprechend schwer und ineffizient.
...
Mit Verlaub: der GTI wurde erst überlegt, entworfen und gebaut, als der 50PS-Basis-Golf längst in Serie verkauft wurde. Bewusst überdimensioniert wurde da nix. Zumal der kleine 1100er Motor im 50PS Golf auch eine andere Motoren-Baureihe ist als der 1600er / 1800er im GTI.
Ich habe mir insbesondere die Ausführungen von Zephyroth angesehen und denke, dass damit das Wesentliche gesagt ist.
Eine Idee als mögliche weitere Begründung oder Rechtfertigung für die hohen Nennleistungen kommt mir aber noch in den Sinn:
Insbesondere weil ja E-Autos in der Regel eben kein Getriebe haben, ist es erstens sicherlich wichtig, dass der Motoir auch beim Anfahren mit hoher Last an Steigungen usw. stets so viel Drehmoment hat, dass die resultierende Zugkraft am Radumfang immer größer ist als der unter den genannten Bedingungen zu erwartende Fahrwiderstand. Ich gehe zweitens davon aus, dass das Drehmoment über die Drehzahl ungefähr konstant ist. Wenn man dann drittens bedenkt, dass Leistung proportional zum Produkt aus Drehmoment und Drehzahl ist, dann wird aus dem nötigen hohen Drehmoment in Verbindung mit hoher Enddrehzahl eben eine nominell hohe Leistung.
Zitat:
@SpyderRyder schrieb am 23. Februar 2023 um 10:56:12 Uhr:
. Ich gehe zweitens davon aus, dass das Drehmoment über die Drehzahl ungefähr konstant ist.
Doch E-Autos haben in der Regel ein Untersetzungsgetriebe damit der Motor schneller dreht als die Räder, aber halt nur einen Gang und keine Kupplung. (Eine Gangschaltung würde zwar helfen länger im günsitgen Wirkungsgradbereich zu fahren aber es geht auch ohne also spart man sich die Komplexität.)
Nein das maximal verfügbare Drehmoment ist nicht konstant wie man an obigen Diagrammen unschwer erkennen kann. Die Motoren werden sehr weit in den Feldschwächebereich hinein gefahren wo das nutzbare Drehmoment stark abnimmt. Vermutlich ist das fahren bei Höchstgeschwindigkeit (maximalem Fahrwiderstand) kurz vor dem Kippmoment es Motors.
Bedenkt auch das das Drehzahlniveau von den eMotoren deutlich höher ist als von Verbrennern. Mit Auswirkung auf die Belastung der wenigen beweglichen Teile.
Zitat:
@Woeufu schrieb am 23. Februar 2023 um 11:50:32 Uhr:
Doch E-Autos haben in der Regel ein Untersetzungsgetriebe ....
Nein das maximal verfügbare Drehmoment ist nicht konstant wie man an obigen Diagrammen unschwer erkennen kann. Die Motoren werden sehr weit in den Feldschwächebereich hinein gefahren wo das nutzbare Drehmoment stark abnimmt. Vermutlich ist das fahren bei Höchstgeschwindigkeit (maximalem Fahrwiderstand) kurz vor dem Kippmoment es Motors.
Ja das ist mir schon klar, dass irgendeine Art von Übersetzung zwischen Motorwelle und Antriebsachse vorliegt. Mit "Getriebe" war natürlich Wechselgetriebe gemeint.
OK, der Drehmomentverlauf ist nicht konstant. Mein Fehler. Dennoch wird man wohl auf eine hohe Nennleistung hin auslegen, damit das gewünschte Drehmoment allzeit zur Verfügung steht.
Die Nennleistung (Dauer >30 Minuten) liegt bei Elektromotoren im PKW in der Regel deutlich unter der Spitzenleistung (viele Sekunden bis weniger als eine Minute); siehe Zulassungsunterlagen. Grund: Thermische Limitierung. Für die Spitzendauergeschwindigkeit ist die Nennleistung immer noch mehr als ausreichend.
Zitat:
@Woeufu schrieb am 23. Februar 2023 um 11:50:32 Uhr:
Nein das maximal verfügbare Drehmoment ist nicht konstant wie man an obigen Diagrammen unschwer erkennen kann. Die Motoren werden sehr weit in den Feldschwächebereich hinein gefahren wo das nutzbare Drehmoment stark abnimmt. Vermutlich ist das fahren bei Höchstgeschwindigkeit (maximalem Fahrwiderstand) kurz vor dem Kippmoment es Motors.
Feldschwächebereich ist ein Grund, ein weiterer allerdings die limitierte Ausgangsleistung des Akkus. Diese wird in der Regel bei etwa 60-80km/h erreicht, danach muss das Drehmoment des Motors sinken, da die Drehzahl weiter steigt. Kippmoment ist übrigens nur bei der Asyncronmaschine (verwendet Tesla, beispielsweise) relevant. Die BLDC-Maschinen haben dieses Problem nicht, da das Statorfeld aktiv zum Rotorfeld nachgeregelt wird, auch wenn diese im Automobilbau gerne Syncronmaschinen genannt werden.
Grüße,
Zeph
Asynchron oder BLDC. Natürlich hat auch ein BLDC ein Kippmoment. Egal, die Steuerung kennt in beiden Fällen die Schmerzgrenze und verhindert das Kippen bevor es eintritt.