Elektroauto: Alpen oder Norddeutsche Tiefebene?

[zurigo]

Ich habe einmal eine ganz simple Frage eines Laien. Wo ist ein E-Auto mit Rekuperation sinnvoller: im Flachland oder in den Bergen. Denn in den Bergen muss man doch abends auf der Heimfahrt vom Tal aus hinauf ins Dorf viel Strom verbrauchen, aber morgens bei der Talfahrt zum Arbeitsplatz viel rekuperieren. - Im Flachland muss ich immer Gas geben, natürlich insgesamt weniger.

Gibt es da aufschlussreiche Berechnungen?

zurigo

[schwinge]

Gibt es E-Autos ohne Rekuperation? Wenn ja, warum? Rekuperation ist immer sinnvoll.

Bergrunter kannst du deinen Akku schön wieder aufladen. Im Flachland ist Rekuperation ebenfalls sinnvoll wenn man durch Stop&Go muss oder einfach nicht vorausschauend fahren kann. Daher kommen ja auch die geringen "Verbräuche" im Stadtverkehr und auf der Autobahn ist gleich Schluss. Beim Verbrenner ist das eher umgekehrt, man muss mit dem Elektroauto bei der Reichweite immer etwas umdenken im Vergleich zu früher.

[Ronald]

vor 38 Minuten schrieb schwinge:

Gibt es E-Autos ohne Rekuperation? Wenn ja, warum?

Beim  DACIA Spring vermutete man anfangs, dass dieser keine "Rekuperation" habe. Der E-Motor kann dann "kleiner" gewählt werden.

Zitat

Dass der baugleiche Renault City K-ZE ohne Rekuperationsfähigkeit angeboten wird, um die Kosten und den Preis weiter senken zu können, ist eine mögliche Erklärung für die vergleichsweise geringe Motorleistung. Denn je höher diese liegt, desto mehr elektrische Energie kann bei Bremsvorgängen zurückgewonnen werden. Für die Fahrdynamik im vorwiegenden Stadtverkehr genügen die angegebenen 125 Nm Drehmoment ja vollkommen – jedenfalls im Vergleich mit thermodynamisch angetriebenen Kleinstwagen ähnlicher Größe.

https://www.heise.de/hintergrund/Elektroauto-Dacia-Spring-Electric-Ein-Kleinwagen-fuer-die-Stadt-und-Carsharing-4929910.html

Zitat

Beim Lupfen des Fahrpedals rollt der Spring nicht frei, rekuperiert aber lange nicht stark genug, um als One-Pedal-Auto zu gelten: Wer vom Verbrenner kommt, muss sich nicht umgewöhnen. Weitere Rekuperationsmodi gibt es nicht

https://www.auto-motor-und-sport.de/fahrbericht/dacia-spring-electric-business-kleinstwagen-suv/

[NonesensE]

Wenn Du einen Tagebau betreibst: Ganz klar Gebirge.

https://www.spiegel.de/auto/aktuell/schweiz-elektro-lkw-edumper-muss-nicht-aufgeladen-werden-a-1282952.html

[spätActiva]

Kern des Konzeptes ist: VOLL runter und LEER wieder hoch. Also immer schön auf dem Pass den Einkauf einpacken ... oder so

[spätActiva]

Ich habe es im Sommer den Sustenpass runter bei wirklich (!) spochtlicher Fahrweise auf -20 kWh/100 km geschafft. Ich sach' mal so: Ohne Rekuperation hätte das nicht so geklappt.

In Berlin bin ich i.d.R. mit um die 10 kWh/100 km unterwegs und muss selbst bei mehr als einer Stunde Fahrzeit nicht ein Mal den Fuß vom Fahrpedal zum Bremspedal bewegen. Ich sach' mal so: Ohne Rekuperation würde das nicht so klappen.

Überflüssig ist die Rekuperationsfähigkeit i.d.R. bei ruhiger Fahrt auf der AB.

Ähm ... was war doch gleich die Frage??

[silvester31]

vor 2 Stunden schrieb NonesensE:

Wenn Du einen Tagebau betreibst: Ganz klar Gebirge.

https://www.spiegel.de/auto/aktuell/schweiz-elektro-lkw-edumper-muss-nicht-aufgeladen-werden-a-1282952.html

Also morgens im Bergdorf starten, Lebenspartner*in und 3 Kinder samt Schulranzen mit runter in die Stadt nehmen und abends nach der Arbeit wieder alleine nach Hause.

Sollte funktionieren....

[zurigo]

Ich will's mal präzisieren: wenn man mit einem E-Auto ganz allein runter ins Tal fährt und abends wieder hoch, wird dann mehr Energie gespart, als wenn man nur in der Ebene fährt - aber nicht Stadtverkehr? Also Landstraße. 

Mein Gefühl sagt mir, dass die Bergfahrt sparsamer sein müsste. Aber das ist nur ein Gefühl. Die Physiker kommen sicher mit einem " ja, aber". Denn vermutlich ist das Hochschaffen von 2000 Kilo auf den Berg viel viel energiefressender, als das Bergabfahren an Wiedergewinn einbringen könnte. Denn meistens sind in der Mathematik die bösen Potenzen im Spiel. Es wird sicher nicht linear ablaufen - energietechnisch.

Sonst wäre es vermutlich ein Perpetuum Mobile. Und das gibt es ja nicht.

Aber auch wenn es nur messbar energiesparender wäre im Gebirge, wäre das doch eine belastbare Aussage für Menschen in den Alpen und ähnlichen Gegenden, die sich jetzt bald ein neues Auto kaufen wollen.

 

zurigo

[MatthiasM]

vor 26 Minuten schrieb zurigo:

Ich will's mal präzisieren: wenn man mit einem E-Auto ganz allein runter ins Tal fährt und abends wieder hoch, wird dann mehr Energie gespart, als wenn man nur in der Ebene fährt - aber nicht Stadtverkehr? Also Landstraße. 

Ich wuerde mal sage, das haengt von so vielen Parametern ab, wie Fahrtgeschwindigkeiten, Steigungswinkel, Fahrzeuggewicht, Rekupertationsvermoegen, Verkehrsdichte und noch einigen mehr, dass eine allgemeine Antwort auf die Frage nicht moeglich ist. 

Prinziell ist aber eine Energiewandlung immer mit Verlusten behaftet, so dass sich dein Gefuehl, in vielen Faellen, sicher taeuschen wird.

Wenn Du an deinen Zielpunkt zurueckkehrst, haben, ohne die Reibung, die konservativen Kraefte in beiden Faellen keine Arbeit verrichtet . Was will man von Konservativen auch erwarten ? Die Energie die du reinsteckst dient ausschliesslich dazu Reibungskraefte und den Luftwiderstand zu ueberwinden. Und die sind stark von der Fahrtgeschwindigkeit abhaengig.

Bearbeitet 15. November 2021 von MatthiasM

[bluedog]

Gebirgsfahrten fressen schon mit Verbrennern nur selten wesentlich mehr Energie, als Flachlandfahrten. Das liegt am niedrigeren Geschwindigkeitsniveau im Gebirge.

Dann muss man noch was sehen. Der Stromverbrauch ist ja nicht alles. Gebirge ist für Verbrenner grundsätzlich was sehr anstrengendes, fährt man doch mit hoher Drehzahl, und das sowohl aufwärts als auch abwärts, und beschleunigt nach jeder Haarnadelkurve mehr oder minder stark. Das macht einem Elektromotor, der keine hin- und hergehenden Teile kennt, vermutlich weniger aus, als einem Verbrenner, und die Drehzahlen sind im Gebirge auch nicht höher als sonst, weil das Getriebe zum herunterschalten sowieso fehlt, womit dann auch gleich klar ist, dass es auch keinen Kupplungsverschleiss gibt.

Mein Hybrid frisst bergauf merklich mehr, als im Flachland, und kann das dann bergab aufgrund der sehr kleinen Batterie, die in der Regel dann nach ganz wenigen Kurven voll ist, so dass mit dem Verbrenner als Widerstand gebremst werden muss, nicht mehr kompensieren. Dieses Problem haben e-Autos nicht. Da aber bergab sowieso etliche km mit quasi null Verbrauch gefahren werden können, ist der Verbrauch am Ende jedenfalls nicht auffällig höher, wenn nicht sogar wieder tiefer als im Alltag. Das hat aber dann eher mit Langstrecke bei schönem Wetter zu tun.

Im Gebirge wird man sich sicher eher nicht auf die Reichweitenanzeige eines e-Mobils verlassen können, denn Bergauf geht die schnell weg, und es kommt bergab dafür auch wieder was dazu. Wieviel, dürfte vor allem davon abhängen, wieviel rekuperiert werden kann. Oft entspricht die Rekuperationsleistung nicht ganz der vollen Antriebsleistung.

Im Flachland hat man halt wenig Chancen, viel Reichweite draufzubremsen. Da kommt es eher auf eine konstante Fahrweise mit einer vernünftigen Geschwindigkeit an. Ich habe einmal mein tonnenschweres Schiff auf 3.9l/100km herunter gedrückt, einfach, indem ich nicht schneller als gut 100km/h fuhr, und das mit im Grunde nur einem Kaltstart auf eine ganze Tankfüllung.

Wenn man einmal davon ausgeht, dass etwa der Aufwand für Komfortenergie (Heizung, Klima, Navi...) durchaus sinken kann, wenn man Langstrecke fährt, dürfte auch ein e-Auto auf der Langstrecke selbst im Flachland einen günstigen Verbrauch erreichen. Besser als im Gebirge aber wohl schon der Geschwindigkeit wegen kaum.

Überlegung: Auf der Autobahn wird man auf einer sparsam geplanten Langstrecke zwischen 80 und 100km/h (GPS) fahren, möglichst konstant. Gehts bergab, lädt man den Akku, bergauf wird er entsprechend schneller leer. Flachland heisst ja nicht unbedingt platt wie ein Topfboden... In den Bergen wird ein zügiger Fahrer nur recht selten die 70km/h überschreiten. Der Luftwiderstand wächst im Quadrat zur Geschwindigkeit, und er ist auch bergab zu überwinden. Heisst, der geht - insbesondere auf der Autobahn - auf Kosten der Rekuperation.

[Gernot]

Zahlenfutter:    Ein 1600 kg schwerer Wagen mit 50 km/h gefahren besitzt 154,3 kJ kinetische Energie.

Der gleiche Wagen gewinnt nach der Überwindung von 10 m Höhenunterschied 157 kJ potentielle Energie.

155 kJ in 5 s aufgebracht entsprechen 31 kW Leistung.

Am Stilfser Joch überwindet man ca. 2000 Höhenmeter. Bergab werden da reibungsfrei 313.920 kJ Energie frei. Das sind 87,2 kWh. Zu viel Berg kann also das Speichervermögen gängiger Batterien überfordern. Man fährt oben auf dem Berg ja auch nicht völlig entladen los. Da bleibt dann einiges in der Reibungsbremse.

 

Rekuperation im Stadtverkehr bringt etwas. Rekuperation im hügeligen Gelände bringt etwas. Bei konstanter Fahrt in der Ebene gibt es nichts zu rekuperieren.

Gernot

 

 

[schwinge]

Rekuperation Effizienz ca. 30%. Falls ich nix falsches gelesen habe.

[zurigo]

Vielen Dank für die Berechnung. Kann man dann tatsächlich ganz platt sagen, dass Menschen in der Ebene ein E-Auto letztlich teurer bezahlen als Bewohner von Berggegenden? 

Dann würde ich vermutlich etwas günstiger fahren - hier im Hügelland.

zurigo

[Gernot]

30% ist glaube ich etwas tief gegeriffen. Man liest da so über alles etwas von gut 60%.

Und man soll nie vergessen, daß man den Hügel gelegentlich auch hochfahren muß. Geschenkt wird einem im Bergland auch nichts.

Gernot

 

[schwinge]

40 minutes ago, Gernot said:

Man liest da so über alles etwas von gut 60%.

Danke, da lag ich doch glatt gut daneben. 

9 hours ago, zurigo said:

Gibt es da aufschlussreiche Berechnungen?

Hier kannst du dich austoben: Benchmarking of Regenerative Braking for a Fully Electric Car

[Ronald]

Der -albert-hat Sommer 2020 eine Bergabfahrt beschrieben.

 

[Auto nom]

Man sollte bei all diesen Berechnungen auf keinen Fall die Anziehungskraft des Monds vergessen. Wer diese Kraft berücksichtigt, kann einige Meter weiter fahren. Zum Beispiel bei abnehmender Flut Richtung Küste und erst bei zunehmender Flut wieder zurück fahren. 

Bearbeitet 16. November 2021 von Auto nom

[badscooter]

Geht's um einen C5 oder einen C6?

@grojoh könnte auch eine  Fahrt über den Großglockner mit einem Tesla beschreiben

[Johannes_LE]

Sehr spannendes Thema wie ich finde. Ich hatte da im Sommer auch eine eher überraschende, dann doch aber für mich schlüssige Erfahrung gemacht. Dazu kurz meine Erfahrungen:

Camper mit Dieselmotor, Verbrauch im Durchschnitt bei überwiegend Lanstraße und Autobahn mit Geschwindigkeiten um die 100km/h: ca. 9.5L/100km, Landtstraße oder in der Stadt eher so 10-12l.

Urlaub in Norwegen, d.h. sehr viele steile Bergstraßen, keine Schnellstraßen oder Autobahnen, hochquälen im 2. oder 3. Gang. Bergab dann aber mit Motorbremse sofern diese ausreichte (eigentlich fast nie, hier musste immer noch zusätzlich abgebremst werden).

Fazit: Verbrauch zwischen 9 und 9.5l/100km auf Norwegens Bergstraßen, also in etwa gleich viel oder geringfügig weniger als beim Fahren in der deutschen Ebene.

Bewertung: Das reine Bergauffahren verbraucht sicher deutlich mehr (die Frage ist hier wieviel mehr?), aber dadurch, dass man die gleiche Höhe wieder abbaut und da im Prinzip keinen Verbrauch hat (oder liege ich hier falsch? - es wird doch dann nichts eingespritzt, oder?) braucht man in Summe weniger oder zumindest genausoviel wie beim Fahren in der Ebene.

Interessant wäre, wie sich dies bei einem Elektromotor verhält. Dieser ist ja von Natur schon viel effektiver als ein Verbrenner, also auch schon beim Fahren in der Ebene. Dadurch wird der relative Anstieg des Verbrauchs zwar beim Bergauffahren stärker zunehmen als beim Verbrenner (der ja schon in der Ebene viel mehr braucht als zum Fahren nötig ist und damit nicht wirklich effektiv ist), spart aber durch die Rekuperation beim Bergabfahren deutlich mehr. Hier wären Messdaten mit einem E-Auto interessant, die sich so auch dem Straßenprofil (Ebene, Anstieg, Abstieg) zuordnen lassen.

Schöne Grüße,

Johannes

 

[zurigo]

Johannes, exakt darauf wollte ich hinaus: gilt der Thermodynamiksatz bei Elektroautos auch? Ich meine: nein. Denn ein Verbrenner kommt unten im Tal nicht mit mehr Sprit im Tank an. Aber ein E-Auto mit mehr Batterieladung.

Man bräucht nur eine Pi-Mal-Daumen Erkenntnis, wieviel das ausmacht. Dann könnte man sich ganz anders verhalten - als Konsument.

zurigo

[TorstenX1]

Bei Verbrennern fällt auf, daß die niedrigsten Verbräuche auf Spritmonitor vor allem aus der Schweiz stammen. Ich führe das auf eine relativ hohe Last bei relativ geringer Drehzahl beim Bergauffahren zurück, wobei der Wirkungsgrad des Verbrenners höher ist als beim Fahren mit vergleichbarer Geschwindigkeit in der Ebene.

[5imon.]

Was in der Schweiz auch eine Rolle spielen könnte: Autobahnen mit Limit und gleichmässigem Tempo. Wenn nicht sehr viel Verkehr ist, kann ich hier oft weite Strecken mit Tempomat 122 zurücklegen. In Deutschland mit Tempomat zu fahren ist häufig fast unmöglich. Da hat jeder Verkehrsteilnehmer sein eigenes Tempo, und man ist nur am Beschleunigen und Bremsen, egal ob man jetzt gerne 110 oder 180 fahren möchte.

Bearbeitet 18. November 2021 von 5imon.