Disse elbilene gir deg mest rekkevidde for pengene

[Jens Kr. Kirkebø]

sverreb skrev (37 minutter siden):

Nå har du glemt inverter/likerettertap. Og hvor stort tap du har på batteriet er veldig avhengig av SOC. Ikke glem at energien du hadde som kinetisk energi og du får tilbake på batteriet må igjen bli til kinetisk energi før du har hatt noe nytte av regenereringen. Så totalt sett når du starter med N Joule i kinetisk energi så taper du i følgende ledd: generatortap i motor, likeretter og reguleringstap for å lade batteriet, lade og utladingstap i batteriet (Både hysterese og indre motstand kommer inn her), vekselretter tap i motorstyring, og til sist tap i motor. 

95% på motor er veldig optimistisk, det er gjerne maks mulig virkningsgrad, men det oppnår man sjeldent. Jeg ville regnet 90%. Like og vekselrettere kan nok realistisk klare 5-10% tap, men også her ville jeg regnet nærere 10 enn 5%. Tapene i batteriet er veldig avhengig av strømstyrken og SOC, men regen kan bli ganske mye strøm så ca 20% totalt er nok ikke urealistisk (Altså både lading og utlading) totalt sett vil jeg anslå regenvirkningsgraden til ca 0.9*0.92*0.8*0.92*0.9=55%  

Tap i inverter er i denne sammenhengen inkludert i tapet til motoren. Det er effektiviteten til drivverket som gjerne oppgis av produsentene, ikke til motor alene da det ikke gir så mye mening. 

Regen ned en normal nedoverbakke gir kanskje 30-40kW, svært mye mindre enn hastigheten på hurtiglading for elbiler med noenlunde størrelse på batteriet. Så det vil neppe føre til veldig høyt tap. 20%? Det ville gitt opptil 50kW tap under hurtiglading for en bil som lader med 250kW, det ville gitt en enorm varmeutvikling som ville vært umulig å fjerne i en stillestående bil. Tapet i den effektklassen er nok mye nærmere 2% enn 20%.

[Jens Kr. Kirkebø]

Snowleopard skrev (På 25.4.2022 den 8.11):

Nå er det umulig å rulle fullstendig fritt, da vi både har fartsgrenser å forholde oss til, det å ikke være til hinder for andre, og ikke minst bevegelsesenergi som kan sørge for at kjøretøyet blir vanskelig eller umulig å kontrollere, så lenge det ikke bare er rette strekninger man må ta hensyn til. Både svinger og andre trafikanter er med på å hindre at man kan utnytte rulling helt fritt.

Som nevnt, uhøytidlige tester har ihvertfall vist at coasting ikke fører til at man bruker mindre energi, så svaret er ikke så enkelt at du bare kan hive ut slike påstander, og tro at man skal glemme at man aldri kan rulle så fritt som det er nødvendig for at det skal stemme. Straks man må bruke bremsepedalen for å redusere fart, har man som sagt 100 % tap, noe som ville blitt redusert til rundt 20 % tap med regenerering.

Men om du har mer vitenskapelige tester som viser at coasting, ikke fri rulling uten trafikale hensyn, er mest effektivt, si vis gjerne til disse.

Problemet med coasting er at om du på en strekning med f.eks 70km/t fartsgrense skal holde 70km/t i snitt men coaste mye, må du kanskje opp i 100km/t i en del nedoverbakker. Da vil den økte luftmotstanden fort spise opp energien du ikke taper til regen. Forskjellen i luftmotstand mellom 70 og 100km/t er svært mye større enn mellom 40 og 70km/t, så du tjener det ikke inn på de strekningene du kjører sakte heller. 

Endret 27. april 2022 av Jens Kr. Kirkebø

[sverreb]

23 minutes ago, Jens Kr. Kirkebø said:

Tap i inverter er i denne sammenhengen inkludert i tapet til motoren. Det er effektiviteten til drivverket som gjerne oppgis av produsentene, ikke til motor alene da det ikke gir så mye mening. 

Regen ned en normal nedoverbakke gir kanskje 30-40kW, svært mye mindre enn hastigheten på hurtiglading for elbiler med noenlunde størrelse på batteriet. Så det vil neppe føre til veldig høyt tap. 20%? Det ville gitt opptil 50kW tap under hurtiglading for en bil som lader med 250kW, det ville gitt en enorm varmeutvikling som ville vært umulig å fjerne i en stillestående bil. Tapet i den effektklassen er nok mye nærmere 2% enn 20%.

Da er 95% alt alt for høyt om du antar at det er motor og inverter. 95% er temmelig nært maksimaltall for motor alene, og 90% er mer realistisk. Inverteren drar på ytterligere tap, og jeg kan ikke si å ha sett mange verkningsgradskart over motorer som hevder å inkludere inverteren. Husk at motoren sjeldent får operere i sitt mest optimale operasjonspunkt.

Når man får et kart over en hel DU så ser det gjerne mer slik ut:

20% Er for lading og utlading, og vil bli noe i snitt over hele operasjonsområdet, så det totale varmetapet fordeler seg over mer tid enn bare tiden for lading.

250kW lading er noe som bare skjer ved svært utladede batterier siden det er da hysteresetapet er minst. Du kan ikke anta at batteriene er utladet når du kommer i en regensituasjon. At kjølesystemet i bilen kan avvise 10-20kW varmeproduksjon eller mer er imidlertid realistisk. ICE biler kan rutinemessig avvise hundrevis av kW varmeproduksjon*. De bruker riktignok kjølevæske på omkring 90C mot nærere 30-40C maks for elbiler (Eller kanskje oppimot 50-60C for de som tøyer strikken), som gir en realistisk dT forskjell på oppimot 2-10x men med en magnitude forskjell i kjølebehov går jo det helt fint.

*) En relativt sedat 100kW ICE motor må påregnes å produsere 300kW overskuddsvarme som må avvises.

[Snowleopard]

Jens Kr. Kirkebø skrev (1 time siden):

Problemet med coasting er at om du på en strekning med f.eks 70km/t fartsgrense skal holde 70km/t i snitt men coaste mye, må du kanskje opp i 100km/t i en del nedoverbakker. Da vil den økte luftmotstanden fort spise opp energien du ikke taper til regen. Forskjellen i luftmotstand mellom 70 og 100km/t er svært mye større enn mellom 40 og 70km/t, så du tjener det ikke inn på de strekningene du kjører sakte heller. 

Det er vel mye av det jeg har sagt, så det vil i praksis bety at forskjellen i realiteten er neglisjerbar. Altså er konklusjonen at i praksis er ikke coasting mer effektivt enn one-pedal driving, fordi man rett og slett ikke får coastet slik at det blir skikkelig effektivt.

Lurte på om jeg skulle ta med eksempelet med 2 identiske biler som står med 25 % SoC på toppen før Trollstigen. Den ene skal coaste så mye sjåføren tør og klarer og ellers bremse mekanisk, den andre skal kjøre med regenerering på sterkeste setting. Så skal de ned Trollstigen og så fortsette til de er batteritomme. Så kan man gjette på hvem som kommer lengst.

Jeg er overbevist om at den som regenererer vil komme betydelig lengre i dette tilfellet, fordi det vil bli bremset mye på vei nedover. Den som coaster, vil ikke tørre (heldigvis) å la bilen rulle fritt, for ellers så hadde det blitt en utforkjøring og muligens et langt svev før "landing".

Jada, det er et søkt tilfelle, og et corner case. Men det illustrerer poenget mitt.

[Jens Kr. Kirkebø]

sverreb skrev (1 time siden):

Da er 95% alt alt for høyt om du antar at det er motor og inverter. 95% er temmelig nært maksimaltall for motor alene, og 90% er mer realistisk. Inverteren drar på ytterligere tap, og jeg kan ikke si å ha sett mange verkningsgradskart over motorer som hevder å inkludere inverteren. Husk at motoren sjeldent får operere i sitt mest optimale operasjonspunkt.

20% Er for lading og utlading, og vil bli noe i snitt over hele operasjonsområdet, så det totale varmetapet fordeler seg over mer tid enn bare tiden for lading.

250kW lading er noe som bare skjer ved svært utladede batterier siden det er da hysteresetapet er minst. Du kan ikke anta at batteriene er utladet når du kommer i en regensituasjon.

Jeg fant skjema for motoren i Tesla Model 3 og i normalt arbeidsområde ligger den på 94-96%. Inverter oppgis til 96-97% minimum og 99% peak efficiency. Dvs. best case er 0,96*,099=95%. Worst case innen normalt arbeidsområde er da 0,94*0,96=90%. Så kan man selvsagt minke effektiviteten ved å gi mye gass ved lavt turtall, men det er ikke relevant for regen. Normalt vil man altså ligge på mellom 90 og 95% med Model 3 (og Y som har samme motorer). Om vi sier 92% blir tur/retur 85% før ladetap i batteriet.

Når jeg lader lithiumbatterier på hytta og i campingvogna ligger ladeeffektiviteten på 96-99%. 

Ang. ladekurve så tok jeg akkurat en titt på Porsche Taycan, den ligger over 250% opp til 50% SOC og må opp på nesten 80% før den bikker under 100kW. Så at det kun skjer ved svært utladede batterier er feil for biler med litt større batterier. For biler med noe mindre batteri som Model 3 stemmer det nok bedre, den ser ut til å bikke under 250kW allerede på 25% SOC og 100kW ved drøye 60% SOC. Likevel er regen på 20-40kW ganske lave tall i forhold til ladeeffekten, om batteriet ligger på under 80%. Over 80% vil regen ofte begrenses. 

Jeg tviler på at batteriet i Model 3 vil ligge noe under 95% ved 20-40kW regen. Tar vi utgangspunkt i det får du 0,92*0,92*0,95*0,95=76% effektivitet. Og det tror jeg er en smule pessimistisk, jeg har sett ~80% nevnt flere steder tidligere. 

 

Endret 27. april 2022 av Jens Kr. Kirkebø

[sverreb]

37 minutes ago, Jens Kr. Kirkebø said:

Jeg fant skjema for motoren i Tesla Model 3 og i normalt arbeidsområde ligger den på 94-96%. Inverter oppgis til 96-97% minimum og 99% peak efficiency.
 

De invertertallene mistenger jeg har noen asterisker, men uten kilder kan jeg ikke gå nærere inn på det.

Motoren har nok 95% maks, ikke typisk (og inkluderer neppe giret), men det betyr ikke at du er i stand til å ligge der hele tiden. I praksis driver man raskt ut av det operasjonsområdet og faller rask ned. (Og har ikke AWD modellene også en induksjonsmotor?)

Så kan du heller ikke ta for gitt at du får det samme i revers. Ofte er det mye dårligere virkningsgrad når motoren fungerer som generator.

37 minutes ago, Jens Kr. Kirkebø said:

Ang. ladekurve så tok jeg akkurat en titt på Porsche Taycan, den ligger over 250% opp til 50% SOC og må opp på nesten 80% før den bikker under 100kW.

Vel da har den mer kjøling enn absolutt minimum. Du har garantert masse varmeproduksjon når man lader slik. Som sagt så er det ikke noe problem å ha flere hundre kW kjølekapasitet i en bil. Selv om vi kraftig begrenser tilgjengelig dT er 50kW greit innenfor rekkevidde. 2-3l/s er greit gjørbart i vannkretsen så da trenger man bare en radiator dT på 4-6K for å nå 50kW. (Litt avhengig av sammensetning)

 

Endret 27. april 2022 av sverreb