Elbil - hvorfor ikke større forskjell i energiforbruk ulike biler?

[Tullballj]

Tesla model s veier 2100kg og har 422hk og 600nm BMW i3 har 170hk og 250nm i dreiemoment. På vanlig kjøring ligger energiforbruket til i3 20prosent lavere enn på en tesla som veier nesten 1000kg mer og har mer enn dobbelt så kraftig motor. Hvordan er det mulig?

 

På en elbil for de som ikke vet er malsimal effekt og dreiemoment tilgjengelig fra du trykker inn pedalen i motsetning til en vanlig bil. Den har også ikke vanlig girkasse med trinn. Det er vel bare et trinn på utvekslingen.

[_dundun_]

Når man er i fart går mesteparten av energien med til å overkomme luftmotstand og rullemotstand. Denne er ikke direkte proporsjonal med vekta.

[kremt]

Og motoren bruker uansett ikke mer energi enn det behovet er akkurat i øyeblikket, så den vil ikke bruke mer energi ved lik belastning selv om toppeffekten er større.

[Tullballj]

Men hvordan fungerer det i forhold til en elektrisk motor? Der er effekt og momentkruven flat. Du har maks effekt og moment tilgjengelig, men du kan likevel regulere farten med å trykke på gassen. Vil ikke en bil med litt sterkere motor jobbe mer uanstrengt i en bakke for eksempel og bruke mindre energi?

[_dundun_]

Ikke i stor nok grad til at det gir meningsfylt forskjell.

[Andrull]

Men hvordan fungerer det i forhold til en elektrisk motor? Der er effekt og momentkruven flat. Du har maks effekt og moment tilgjengelig, men du kan likevel regulere farten med å trykke på gassen. Vil ikke en bil med litt sterkere motor jobbe mer uanstrengt i en bakke for eksempel og bruke mindre energi?

En elektrisk motor vil være meget effektiv, selv ved tung last (helt frem til du nærmer deg "stall", hvor effektiviteten igjen vil droppe kraftig og gå ned på null når den "staller").

Mest effektiv er de rundt 80 %, men også oppimot 100 % er også meget effektivt. Og selv om så store motorer som vi snakker om er rimelig effektive over hele fjøla, så er det klart at forskjeller vil forekomme.

 

Elektriske motorer vil også fint kunne overlastes i kortere øyeblikk, og blir ikke "anstrengt" på samme måte som fossile motorer. Det faktum at du har tilgjengelig maks moment og effekt er jo et godt tegn på nettopp dette.

 

Endret 24. april 2014 av Andrull

[Twinflower]

Og motoren bruker uansett ikke mer energi enn det behovet er akkurat i øyeblikket, så den vil ikke bruke mer energi ved lik belastning selv om toppeffekten er større.

 

Tja. En større elektrisk motor har større reaktiv effekt (som alltid er der, uansett last). Denne effekten "telles" ikke fra batterienergien, men strømmen den trekker vil likevel skape et elektrisk tap (varmetap) i motor og kabler - og dette trekkes fra batteriet.

 

På en annen side er en større/kraftigere drivlinje bedre dimmensjonert og har lavere tap på lav belastning enn en mindre kraftig drivlinje.

 

 

PS: Det er små mengder man snakker om, men det er viktig for totalbildet

[SeaLion]

Elmotoren er veldig energieffektiv, opptil 3 ganger bedre enn en fossilbrenselmotor. Ca 2/3 av energien i fossilbrenselet blir til spillvarme, og pumpes ut gjennom kjølevannet/radiatoren, eller blir til unyttig eksosvarme. Elmotoren omgjør mer enn 90% av tilført energi til bevegelse, og er den mest energieffektive motortypen til dags dato. Uten reell konkurranse.

Den store bøygen med elbiler er uansett hvordan man snur og vender på det batteriet. Det yter større indre motstand mot utlading dess større strømmengde man tar ut. Små klokkebatterier holder i det uendelige (liten strøm og dermed liten intern motstand i batteriet), elbilbatterier må stadig vekk lades (stor strøm og dermed stor endringsmotstand i batteriene, noe som gir energitap i form av varme).

Den dagen noen klarer å lage superledere som fungerer uten kjøling, så kan man lade opp disse med enorme mengder energi, energi som kan tappes ut nesten uten endringsmotstand. Først da vil elbiler kunne vise sitt fulle potensiale. En lading i et kompakt superlederlager egnet for biler vil antagelig holde til flere hundre mil kjøring, og hurtiglading vil gå som en lek, uten merkbar varmgang.

Endret 24. april 2014 av SeaLion

[Andrull]

Det er sant at det går en del tapt i form av varme som følge av intern motstand i batteriet. Men i forhold til resten som går tapt i friksjon og luftmotstand (altså som utvikles som kraft i motoren) så er det nok ikke der skoen trykker mest.

 

Ser vi på populære Tesla Modell S så vil den med normale drivverket/motor, men med det lille batteriet (60KWh), yte 225 KW motorkraft, men ha en strømstyrke på 285 KW. Ergo går jeg ut fra at de 60KW'ene som skiller er rent tap ved maks belastning. Oppgraderer du til 85 KWh-batteri, så blir saken en annen.
Da får du ut 270 KW, men da fortsatt med det samme strømtrekket på 285 KW. Altså knappe 5-6 % tap med en skikkelig batteri. Mens det lille har vesentlig større tap, på nærmere 21 %.

http://www.teslamotors.com/no_NO/models/features#/battery

Ja, slik jeg forstod det i hvert fall.

Den dagen noen klarer å lage superledere som fungerer uten kjøling, så kan man lade opp disse med enorme mengder energi, energi som kan tappes ut nesten uten endringsmotstand. Først da vil elbiler kunne vise sitt fulle potensiale. En lading i et kompakt superlederlager egnet for biler vil antagelig holde til flere hundre mil kjøring, og hurtiglading vil gå som en lek, uten merkbar varmgang.

Når vi derimot snakker om å forbedre batteriet, så skjønner jeg det slik at du ikke bare snakker om lederene, men å bytte bort fra lithium-batterier, til noe helt annet. Men siden du snakker om superleder, så tenker du kanskje mer på å få en massiv spole til å bli superledende, som du så lagrer energi i lederen som er superledende, som igjen betyr at du ønsker å lagre energien i et svært kraftig magnetfelt? Eller tenker du i helt andre baner?

 

Ja, med de eventuelle problemer det ville medført å bruke bilen som en enorm magnet.

Kan jo ikke akkurat bare gjøre lithiumbatterier superledende, selv med nok kjøling?

Endret 24. april 2014 av Andrull

[kremt]

 

Tja. En større elektrisk motor har større reaktiv effekt (som alltid er der, uansett last). Denne effekten "telles" ikke fra batterienergien, men strømmen den trekker vil likevel skape et elektrisk tap (varmetap) i motor og kabler - og dette trekkes fra batteriet.

 

Dette er et godt poeng. Har regnet en del på slikt når det gjelder 3-fase motorer, uten at det kan overføres til slike motorer det snakkes om her.

Jeg vil tro motor i elbiler går på likestrøm og da er nok regnestykket en del annerledes. Alle motorer har jo en viss virkningsgrad P2 / P1 samt effektfaktor cos phi som man ikke kommer vekk fra.

[Twinflower]

 

 

 

Tja. En større elektrisk motor har større reaktiv effekt (som alltid er der, uansett last). Denne effekten "telles" ikke fra batterienergien, men strømmen den trekker vil likevel skape et elektrisk tap (varmetap) i motor og kabler - og dette trekkes fra batteriet.

 

Dette er et godt poeng. Har regnet en del på slikt når det gjelder 3-fase motorer, uten at det kan overføres til slike motorer det snakkes om her.

Jeg vil tro motor i elbiler går på likestrøm og da er nok regnestykket en del annerledes. Alle motorer har jo en viss virkningsgrad P2 / P1 samt effektfaktor cos phi som man ikke kommer vekk fra.

Tesla bruker faktisk en vanlig asynkronmotor, men optimalisert for heftig feltsvekking

[Tullballj]

Dere har god kunnskap hører jeg. Kan noen forklare en ikke så teknisk på elmotorer og strøm en gang til hvorfor en tesla på 2,1 tonn bruker bare 20% mer energi enn en bmw i3 på 1,2 tonn når de kjører på samme type vei i normal hastighet? Når den største bilen har mer enn dobbelt i motoreffekt og dreiemoment. Slik at jeg skjønner det.

Endret 24. april 2014 av Tullballj

[_dundun_]

Det er gjort i de to første svarene du fikk. Vet ikke helt hvor mye enklere man kan si det.

[Twinflower]

Vil også tro at mye av årsaken er hemmeligheter av Tesla. Men luftmotstand er jo utrolig viktig, samt begrense tap fra batteri til hjul.

 

Model X (suv) er jo varslet om at får dårligere rekkevidde enn Model S pga mindre aerodynamisk utforming.

[Tullballj]

Ok, så det har i hovedsak med luftmotstand å gjøre? Har ikke effekten på bilen noe å si? Jeg har for eksempel kjørt tesla og eier selv en leaf. På tesla har jeg ikke kjørt nok til å måle forbruket, men merket at jeg måtte gi mindre gass og motoren jobbet lettere i motbakke enn på leafen min.

[Twinflower]

Jeg tror effekten har mer å si for forbruket på forbrenningsmotorer, ettersom en fysisk større motor har større tap i friksjon og varme.

 

En elektromotor har en tendens til å bli mer effektiv desto større den er

[Snylter]

 

På en elbil for de som ikke vet er malsimal effekt og dreiemoment tilgjengelig fra du trykker inn pedalen i motsetning til en vanlig bil. Den har også ikke vanlig girkasse med trinn. Det er vel bare et trinn på utvekslingen.

Nei, maksimal effekt fra null er det ikke, moment er en annen sak.. Effekt er resultatet av moment og turtall.

 

Noen elbiler har også flere utvekslinger (gir).

[Tullballj]

 

På en elbil for de som ikke vet er malsimal effekt og dreiemoment tilgjengelig fra du trykker inn pedalen i motsetning til en vanlig bil. Den har også ikke vanlig girkasse med trinn. Det er vel bare et trinn på utvekslingen.

Nei, maksimal effekt fra null er det ikke, moment er en annen sak.. Effekt er resultatet av moment og turtall.

Noen elbiler har også flere utvekslinger (gir).

Hvor i registeret har den maks effekt da?

[kaffebryggare]

Ved 5000-8600 omdreininger.

 

https://en.wikipedia.org/wiki/Tesla_Model_S#Options

 

E: Jeg syntes det var merkelig at effekttoppen var så bred, siden du som regel har ett bestemt turtall hvor du får makseffekt. Finner ikke noen kilder på tallene på wikipedia så jeg vet ikke om det stemmer. Du kan uansett regne med at effekttoppen ligger i det området en plass.

 

Det er uansett litt irrelevant i denne sammenhengen. Svaret på spm i førstepost har du fått i post nr 2 og 3.

Endret 25. april 2014 av Benny

[Snylter]

Hvor i registeret har den maks effekt da?

Ved det turtallet produktet av moment og turtall blir størst.

Dette kan (og vil) variere fra motor til motor.