Sv: Model S D-lanseringen var en skandale for Norges-samfunn.

[tomrh]

Hvorfor er jevn hastighet så viktig?

La oss se på to eksempler.
Eksempel A: vi kjører helt jevnt en strekning på 10 km i 70 km/t.
Eksempel B: vi kjører samme strekning, halve i 50 km/t og halve i 90 km/t
Tidsforbruket vil altså være det samme.

Bruker A = 2,3, Cd = 0,28 og r = 1,225 fra Griffels regnværsdag regneark (tall for Nissan Leaf).
Luftmotstand 50 km/t: 1/2 * 0,28 * 2,3 * 1,225 * (50/3,6)^2 = 76 J/m
Luftmotstand 70 km/t: 1/2 * 0,28 * 2,3 * 1,225 * (70/3,6)^2 = 149 J/m
Luftmotstand 90 km/t: 1/2 * 0,28 * 2,3 * 1,225 * (90/3,6)^2 = 247 J/m

Eksempel A jevn fart: 149 J/m * 10.000 m = 1,49 MJ
Eksempel B: 76 J/m * 5.000 m + 247 J/m * 5.000 m = 0,38 MJ + 1,235 MJ = 1,615 MJ

Rullemotstand er ikke avhengig av fart, og forskjell i interne tap i motor er neglisjerbart. Det er kun luftmotstanden som avgjør, og det er krever 0,125 MJ eller 8,3% mer å kjøre som i eksempel B.

Grunnen er at luftmotstanden øker kvadratisk med fart, så det å ta igjen tid ved å kjøre fortere bruker mer energi enn det man sparer ved å kjøre saktere.

Edit: kan jo nevne at jeg bruker cruisekontrollen veldig aktivt i vår Leaf: for å holde jevn fart og dermed kjøre mest mulig økonomisk innenfor de fartsgrenser jeg må forholde meg til, og for å kunne slappe av med høyrefoten. Det merkelige er at eco-tree indikatoren ikke synes at dette er det mest optimale.. 

[Ferry]

Takk for utfyllende svar, tomrh! Men jeg har ikke tenkt å gi meg. Ikke at jeg er uenig i det du skriver da.
Jeg liker å tenke effekt når det gjelder luftmotstand og fart. Dobbel fart gjør at dobbelt så mange luftmolekyler må flyttes unna pr. sekund. Og hvert enkelt molekyl spretter unna med dobbel hastighet, og dermed 4 ganger høyere energi tilført. Ek=1/2*m*v^2 Dobbelt så mange luftmolekyler med 4 ganger høyere energi blir 8 ganger mer energi pr. sekund. Og energi pr. sekund er effekt. Kort fortalt trengs det 8 ganger høyere effekt for å kjøre dobbelt så fort. "Heldigvis" tar det bare halvparten så lang tid å kjøre en strekning i dobbelt hastighet, derfor blir energiforbruket "bare" fire ganger høyere. 8 ganger høyere effekt i halvparten av tida.

Jeg tror vi er enige ut fra tallene, men kanskje ikke i konklusjonene? Min påstand er at det krever mindre energi og gir lenger rekkevidde å slippe opp i svinger og der det ellers føles naturlig.Men ikke hvis en kompenserer tidstapet med å kjøre fortere resten av turen. Men hvem gjør vel det? Vi kjører jo ikke bil etter snittfart eller en fast tid på strekningen. Jeg snakker da om realistisk kjøring, og ikke teoretiske betraktninger. Jeg skjønner at det er best å holde jevnt 80 hvis målet er snittfart på 80. Men det blir feil å konkludere med at jevn fart krever minst energi. Det er LAV fart som krever minst energi. Men igjen, det blir å sammenligne epler og pærer.

[tomrh]

Jeg tror vi er enige ut fra tallene, men kanskje ikke i konklusjonene? Min påstand er at det krever mindre energi og gir lenger rekkevidde å slippe opp i svinger og der det ellers føles naturlig.Men ikke hvis en kompenserer tidstapet med å kjøre fortere resten av turen. Men hvem gjør vel det? Vi kjører jo ikke bil etter snittfart eller en fast tid på strekningen. Jeg snakker da om realistisk kjøring, og ikke teoretiske betraktninger. Jeg skjønner at det er best å holde jevnt 80 hvis målet er snittfart på 80. Men det blir feil å konkludere med at jevn fart krever minst energi. Det er LAV fart som krever minst energi. Men igjen, det blir å sammenligne epler og pærer.

Det er selvfølgelig viktigst å kjøre forsvarlig og slippe opp i svingene der det er nødvendig, altså realistisk kjøring. Men innenfor disse gitte rammene er det alltid mest energiøkonomisk å holde jevnest mulig fart.

Vi er enige i at det alltid er mindre energikrevende å kjøre enda saktere og bruke mer tid.

Men anta at du kjører en strekning helt "normalt", dvs. slakker opp i svingene, bremser i lang tid før kryss, aksellererer sakte og bruker generelt god tid der farta er lav, og gir på litt der det er 80 km/t fartsgrense. Ikke spesielt opptatt av tidsforbruk som du sier, men med denne kjøringa kommer du fram etter f.eks. 45 minutter. Det var kanskje også det du sånn noenlunde beregnet siden du f.eks. startet 07:10 og skal være på jobb innen kl. 8.

Da finnes det mange andre måter å kjøre den samme strekningen på nøyaktig 45 minutter. Noen av dem bruker litt mindre energi. Der du gasser på i 80-sonen vil jeg kanskje heller være litt tilbakeholden, jeg legger meg bakerst i den saktegående klynga av biler og "snegler" i 75 km/t der "alle andre" kjører forbi. Kanskje coaster jeg bak en trailer hvis mulig. Prøver å redusere toppfart. Men der du tar deg god tid i 50 km/t sonen, er jeg litt kjappere. Holder høyere fart gjennom rundkjøringa og gasser på ut av lyskryssene, kjører i B-modus og venter heller litt lengre med å redusere farta/bremse før kryss og svinger, kanskje jeg kutter en sving for å slippe å bremse ned hvis oversikten er bra osv. Prøver å minimalisere tid med lav fart. Begge oppnår det samme: å komme fram på 45 minutter, men jeg har gitt bort mindre energi til luftmotstand og til lavere virkningsgrad i motoren.

Anta at vi tar måleverdier for øyeblikksfarta vår og plotter i et diagram der x-aksen er kjørt distanse og fart er i y-aksen. Fartskurven vil gå opp og ned avhengig av fartsgrenser, topografi og annen trafikk, men også avhengig av vår kjørestil. Gjennomsnittsfarta i eksemplet over der vi begge kjører en strekning på 45 minutter, kan f.eks. være 60 km/t. Begge holder altså 60 km/t i snittfart, men får ulik form på kurven i diagrammet. Den av oss som har lavest standardavvik for kurven, kjører jevnest og bruker dermed også minst energi. Den som klarer en kurve i form av en helt vannrett linje har "vunnet". 

[tomrh]

Men det blir feil å konkludere med at jevn fart krever minst energi. Det er LAV fart som krever minst energi. Men igjen, det blir å sammenligne epler og pærer.

La oss videre anta i eksemplet fra min forrige post at du lot deg inspirere av at jeg reduserte toppfarta, begynner å legge deg bak snilekjørende biler etc. Men vil ikke være med på tilsvarende fartsøkning i lavere fartssoner. Da må du kanskje starte 5 minutter tidligere for å rekke jobben, og bruker kanskje 50 minutter istedet for 45.

Jeg kan også bruke 50 minutter men forsøke å bruke enda mindre energi ved å senke toppfarta ytterligere. Jeg kan snile fremst i køen i 70 km/t og gjøre alle irriterte, men fremdeles være kjapp i 50-sonene. Og bruke 50 minutter. Og bruke mindre energi.

[Ferry]

Av personlig erfaring vil jeg på det sterkeste fraråde å kjøre fort i 50-sone! Men ellers enig i argumentene dine. Ligge først i kø er ikke aktuelt, da slipper jeg forbi folk. Det er både triveligere og mindre stressende. Jeg har faktisk aldri problemer med folk som kjører fortere enn meg. Jeg ser dem kun i det de tar meg igjen. I neste øyeblikk er de forbi, og mer vet ikke jeg. Folk som kjører tregere enn meg er mye mer plagsomt, men ikke hvis de gjør en innsats for å hjelpe meg forbi. /off-topic

[Mippen]

Ting som er glemt å ta med i regnestykket. Akselrerer man raskt med pedalen fort i bånn og holder den til man når riktig fart kan man for det første oppleve at A) esp og antispinn kobler inn og kutter effekten slik at man mister en del energi på det. B) dekkene slites fortere ut. Det samme med ekstra belastning på drivverk.

Hva som er rask og forsiktig akselrasjon er også relativt.

The energy applied to the car is the force (lb for Newtons) times the distance traveled under that force. Faster acceleration requires higher force far a given mass. This is somewhat of a simplification, but more energy is required. Therefore, even if the motor efficiency is exactly the same it will still take more energy from the battery for faster acceleration.

Motor efficiency will also have an effect, and most motors will be most efficient at medium torques and speeds.

[Mippen]

This chart illustrates the energy consumed during acceleration from a stop to 40 mph over a distance of 0.25 miles. For the dashed lines (fast accel), I accelerated over 4 bars on the Empower screen for a distance of 0.05 miles to 40 mph and then maintained that speed for the remainder of the 0.25 miles. For the solid lines (slow accel), I accelerated less than 2 bars over the entire 0.25 miles at which point I reached 40 mph. Slow acceleration consumed less energy from the HVB than fast acceleration. Mainly, because the energy to overcome friction is much greater at higher speeds and the average speed over the trip was higher for fast acceleration vs. slow acceleration. In addition, motor efficiency is higher at higher power levels. The power output of the motor remained high longer for slow acceleration vs. fast acceleration.

[tomrh]

Hva menes det med "Energy loss from Friction" her? Rullemotstand?

[Mippen]

Ja. Hvis du tenker deg om så er det egentlig ganske logisk. En bil som akselrerer fort sliter dekkene sine fortere enn en bil som akselrerer rolig. Det er pga større friksjon ved høyere fart og akselrasjon. Også luftmotstanden spiller inn. Tenk deg hvis du skal dytte en stor firkantet kasse i vannet. Hvis du starter rolig og dytter den i jevnt tempo klarer du å dytte den lenge enn hvis du skal starte maks og gir alt med en gang.

[tomrh]

Ja. Hvis du tenker deg om så er det egentlig ganske logisk. En bil som akselrerer fort sliter dekkene sine fortere enn en bil som akselrerer rolig. Det er pga større friksjon ved høyere fart og akselrasjon.

Hvis jeg tenker meg om så er dette ikke logisk, det er noe galt med friksjonskurva. Der han aksellererer raskt, sier han at han holder jevn fart videre etter å ha nådd 40 mph. Det vises jo tydelig på de andre energikurvene som får en knekk ved 0,05 miles. Det er ikke noe lignende knekk på friksjonskurva.

Rullemotstand skal jo heller ikke være hastighetsavhengig men følger formelen E = mgrl der m er masse, g er gravitasjonskonstant, r er rullemotstandskoeffisient og l er distanse (egentlig også multiplisere med cos til bakkevinkel, men utgjør lite). Hvis det er som du sier, at man "svir gummi" under aksellerasjonen, burdte den stiplede friksjonskurven hatt en knekk ved 0,05 miles, og vært parallell videre med den andre. Men avstanden mellom kurvene øker sakte.

[Griffel]

This chart illustrates the energy consumed during acceleration from a stop to 40 mph over a distance of 0.25 miles. For the dashed lines (fast accel), I accelerated over 4 bars on the Empower screen for a distance of 0.05 miles to 40 mph and then maintained that speed for the remainder of the 0.25 miles. For the solid lines (slow accel), I accelerated less than 2 bars over the entire 0.25 miles at which point I reached 40 mph. Slow acceleration consumed less energy from the HVB than fast acceleration. Mainly, because the energy to overcome friction is much greater at higher speeds and the average speed over the trip was higher for fast acceleration vs. slow acceleration. In addition, motor efficiency is higher at higher power levels. The power output of the motor remained high longer for slow acceleration vs. fast acceleration.

Legg merke til at gjennomsnittshastigheten over denne strekningen ved langsom akselerasjon er 20 miles/h og ved rask akkselerasjon ca. 33 miles/h. så igjen dette med epler og bananer.

Meget langsom akselerasjon er det som har høyest energiforbruk.
rolig til rask spiller stort sett ingen rolle.
Ulempe ved meget rask akselerasjon er gjerne det at en skyter over det en har tanker om som marsfart og må bremse ned igjen, og at en sliter mer på dekk. Det er også klart at dekkspinn er bortkastet energi.

Hvis jeg tenker meg om så er dette ikke logisk, det er noe galt med friksjonskurva. Der han aksellererer raskt, sier han at han holder jevn fart videre etter å ha nådd 40 mph. Det vises jo tydelig på de andre energikurvene som får en knekk ved 0,05 miles. Det er ikke noe lignende knekk på friksjonskurva.

Riktig dette, friksjonskurven burde knekke når akselerasjonen opphører.

Men kurven viser jo også hvor liten rolle det spille, Ca. 10Wh mer på rask akselerasjon over strekningen og en god del raskere.

[tomrh]

Hvis jeg tenker meg om så er dette ikke logisk, det er noe galt med friksjonskurva. Der han aksellererer raskt, sier han at han holder jevn fart videre etter å ha nådd 40 mph. Det vises jo tydelig på de andre energikurvene som får en knekk ved 0,05 miles. Det er ikke noe lignende knekk på friksjonskurva.

Riktig dette, friksjonskurven burde knekke når akselerasjonen opphører.

Friksjonskurva minner meg om en slags sekkepost. I grafen måler man motorens energiforbruk (blå kurve) og energi fra High Voltage Bus (rød kurve). HVB mottar strøm fra batteripakka.
Den grønne kurva tror jeg bare er differansen mellom totalt energiforbruk og de to andre.

[Mippen]

Jeg er enig at i teorien går det med like mye energi på å kjøre hardt opp til rett hastighet som å kjøre sakte opp til rett hastighet. Men (et stort men) for at det skal gå så må alt ligge til rette for dette og det skal mye til. Det er for eksempel nesten umulig å akselrere maks uten at antispinn eller esp kobler inn, eller at man kan unngå hjulspinn. Det går bort ekstra energi der. Motoren på en elbil er mer energieffektiv enn en på en bensinbil, men den er ikke 100% energieffektiv. Når man tråkker til fjølen forsvinner det også mye energi til "ingen ting". På en bil hvor man mer kontrollert trykker på gassen og kjører mer rolig opp i fart er virkningsgraden på motoren større og man bruker på den måten mindre energi. Så i et regnestykke kan det gå, men i praksis nei.

Når det gjelder friksjon så er den ganske stor. Når hastigheten øker slites dekket også fortere. Ta for eksempel en bil som kjører svært fort over en lang rett strekning. For eksempel en Bugatti Veyron. Den bruker et sett dekk på 15 minutter pga varmen som oppstår av friksjon. Det til tross for at den ligger i jevn hastighet opp under maks. Den går riktig nok i 400+ km/t men det illustrerer friksjonen. Under akselrasjon må man overvinne denne friksjonen og få omsatt energien i bevegelse. Trykker man hardt på gassen vil hjulet spinne og energien forsvinne.

[Griffel]

Rask akselerasjon er ikke det samme som maks akselerasjon.
Maks akselerasjon koster dekk
koster energi i spinn
koster energi i at en skyter over marsfart og må bremse

Sakte akselerasjon gir dårligere virkningsgrad på motoren.
Sakte akselerasjon betyr at en må opp i hastighet om en skal ta igjen det tapte.

som vanlig finnes det en gylden middelvei som sier raskt opp til marsfart.

Togprodusentene har stort sett sluttet å konkurere om topphastigheter. Høy toppfart fordyrer.
(Noen prestisje unntakt blir det alltid, men de fleste som driver jernbane tenker drifsøkonomi)
Nå satser produsentene mer på raskere akselerasjon opp til marsfart 220-250km/t, siden dette sparer energi sammenlignet med langsom akselerasjon og høyere toppfart på de samme rutene (rutetidene).

[Mippen]

Rask akselerasjon er ikke det samme som maks akselerasjon.
Maks akselerasjon koster dekk
koster energi i spinn
koster energi i at en skyter over marsfart og må bremse

Sakte akselerasjon gir dårligere virkningsgrad på motoren.
Sakte akselerasjon betyr at en må opp i hastighet om en skal ta igjen det tapte.

som vanlig finnes det en gylden middelvei som sier raskt opp til marsfart.

Togprodusentene har stort sett sluttet å konkurere om topphastigheter. Høy toppfart fordyrer.
(Noen prestisje unntakt blir det alltid, men de fleste som driver jernbane tenker drifsøkonomi)
Nå satser produsentene mer på raskere akselerasjon opp til marsfart 220-250km/t, siden dette sparer energi sammenlignet med langsom akselerasjon og høyere toppfart på de samme rutene (rutetidene).

Da er vi mer enig. Som jeg sa så er rask og sakte relativt. For hva er sakte og hva er hurtig? Det er åpent for ganske vid tolkning. For meg er rask akselrasjon maks akselrasjon og middelveien sakte. Da er vi vel enig om at maks akselrasjon er dumt og middelveien er best.