Sv: Tesla superchargers - ønsker og forslag

[tomrh]

Ved å ta «rennefart» får ein altså eit jamnare effektuttak, og det følest betre ut for kroppen, og det er nok også betre for elbilen!

Energibetraktningene i pdf'en til Griffel ser riktig ut. Ett sted det snek seg inn en trykkleif - 0,0608 ble til 0,068, men summen er riktig.

Men effektuttak fra batteri og motor er ikke tatt hensyn til her, det som Lars J poengterte. Ved å holde konstant fart opp en bakke må man ta ut høyere effekt enn når man retarderer sakte. Når man tar ut høy effekt får man høyere tap i motor samt at peukert-effekten slår kraftigere inn for batteriet. På den andre siden synker virkningsgraden ved lav effekt. Dette er du mye flinkere til å regne på enn meg, Griffel, men jeg skulle anta at å holde moderat effekt opp bakken vil gi mindre tap enn å ta ut høy effekt. Hvis bakken er bratt og lang nok, slik som på vestlandet, må man ta litt rennfart for å klare bakken uten å la effekten gå i taket. Dette kan du sikkert legge inn i regnearket ditt?

Forøvrig - siden kommentaren min til denne tråden var ment som tips til teknikker for å øke rekkevidden, så kan jeg anbefale et annet regneeksempel fra Griffel som åpner øynene for hvor mye aksellerasjon, luftmotstand og rullemotstand faktisk betyr for rekkevidde: http://elbilforum.no/forum/index.php/topic,5800.msg59957.html#msg59957

Og om peukert effekten, at det å dra store strømmer fra batteriet krymper kapasiteten mer enn man skulle tro:
http://www.39pw.us/car/peukertEffect.html

[Griffel]

Og om peukert effekten, at det å dra store strømmer fra batteriet krymper kapasiteten mer enn man skulle tro:
http://www.39pw.us/car/peukertEffect.html

En må ikke se seg blind på peukert. Denne beskriver kapasitetsreduksjon ved kontinuerlig last. Batteriet vil ved lavere last ta igjen noe av det den mistet ved en kortvarig høy last. Om en summerer sammen kapasitets reduksjoner basert på perioder med uik last og de normale peukert kurver for den aktuelle batteritypen, vil en undervurdere batterikapasiteten.

De fleste av oss har nok sett at startbatteriet virker tomt, men etter noen minutters hvile har det tatt seg opp igjen. Slik er det med med farmdrifts batteriet også. En akselerasjon både tapper batteriet og reduserer kapasiteten, men etter noe tid med rolig kjøring har batteriet tatt seg opp igjen mot gjennomsnitts belastningen.

Ved variabel last er dette med kapasitetsreduksjon ganske komplekst, det er en reduksjon ved høy belastning, men om en studerer peukert kurver vil en strekt overvurdere betydningen.

[Lars J]

Hei Griffel

Då føler eg at du er på glid, som ein seier. Utsagnet ditt; «Dersom totaltiden fra A til B ikke skal endres lønner det seg å holde jevn fart» har du moderert ved å tilføya «Det er bare et tilfelle hvor det kan være bedre enn å akselerere enn å holde konstant hastighet, og det er når en triller fritt i nedoverbakker»
Underforstått, alle andre strekningar er det mest lønnsomt å halda konstant hastighet!
Eg antar at du også innser at denne konklusjonen er feil, det kan jo ikkje vera slik at i alle nedoverbakkar skal ein auka farten, og alle andre plassar skal den vera konstant. Her på Vestlandet med mange bakkar opp og ned, blir farten veldig stor etterkvart på den måten.
Eg antar at du meiner at etter at ein har komme ned bakken, skal farten reduserast igjen til «standard marsjhastighet», og så skal farten vera konstant inntil ein trillar fortare ned neste bakke igjen.
Med denne tolkning nærmar du deg fasiten, men svaret er fortsatt FEIL.

Skatvalsbygg nemnte berg- og dalbane. Her på Vestlandet har me ein del veistrekningar som kan minne om det. Eksempelvis har eg kjørt strekning frå E39-krysset i Sveio til ferja i Buavåg, bratt opp og og ned nesten heile tida.
Ein Roller Coaster blir som kjent dratt opp til toppen på første bakken, og her startar turen. Farten går frå ca null til maks ned første bakken, stor rennefart inn i første motbakken, farten AVTAR heile vegen oppover, LITEN fart på toppen, akselerer nedover igjen, rennefart inn i neste motbakke, osv.
Eg trur me skal vera enige om at denne fartsprofilen er den optimale for ein roller coaster på denne banen.
Dersom me byttar vogna i roller coasteren ut med ein elbil, så meiner altså du Griffel at konstant hastighet opp alle motbakkane i berg- og dalbanen er det optimale! Men det blir jo å tilføra bilmotoren unødvendig ekstra energi frå batteriet! Hastigheten over toppen blir unødvendig stor, ein må bremsa (regenerera) meir i unnabakken.
Heilt tilsvarande er det på landeveien. Over bakketoppar og elles alle plassar der ein startar på ein nedoverbakke er det gunstig å ha redusert farten i forkant. Eksempelvis har eg kjørt gjennom undersjøiske tunnellar ein del gangar (Rennfast, Trekantsambandet). Å kjøra inn i tunellen med 80 km/t betyr at ein må begynna bremsing umiddelbart, og det har me alle vore enige om tidlegare at ein skal forsøka å minimalisera. Det optimale energimessig sett, er å bikka over kanten (starten på den lange bakken) med nesten null fart. Farten blir fort høg nok likevel.


Tilslutt litt om effektuttak. Sjekka i dag på veg til jobben på Robometeret at spenningsfall var ca 1 V per 10 A strømtrekk. Dvs. ekstra tap i batteriet er ca 1 % per 1,2 kW effekt (10x1 W tap per 10x120W uttak), i tillegg er det jo ekstra tap i resten av maskineriet også.
I ditt rekneeksempel er ekstra effektuttak 26 kW på motoraksling (0,436 x 60), antar ca 30 kW på batteri. Eg har lettare bil (Think), men det blir likevel ca 20 kW ekstra effektuttak på batteriet, dvs over 15% ekstra tap kun i batteriet!
Dvs. kan ein unngå høge spisseffektuttak (som  å utnytta rennefart inn i korte bakkar og passera bakketoppen med noko mindre fart), så skånar det batteriet og ein har spart litt energi.

Ser at du har rekna detaljert på dette tilfellet: «La oss kjøre en strekning 3 km 1 km bratt oppover 10% så 2 km flatt. 60 km/h.»
Utifrå tabellane ser eg imidlertid at det du har rekna på er:
2 km flatt, 1 km flatt, 1 km bratt stigning, 2 km flatt. Totalt 6 km.

Foreslår at du også reknar på dette: 
2 km flatt, 1 km flatt, 1 km bratt stigning, 2 meter flatt, 1 km bratt nedover, 2 km flatt. Totalt 7,02 km (bakketopp).

Du kan gjerne også rekna på:
2 km flatt, 1 km flatt (senke farten her mot slutten), 1 km bratt nedoverbakke (aksellerere), 2 km flatt. Totalt 6 km. Eg trur du her vil sjå at det lønner seg å senka farten litt før du startar kjøringa nedoverbakken (det er ikkje berre motbakkar, det finnes jo også unnabakkar)

Oppsummert; Ditt utsagn «Dersom totaltiden fra A til B ikke skal endres lønner det seg å holde jevn fart» foreslår eg at du justerer litt. Ta omsyn til det praktiske totalbildet, og ikkje berre det teoretisk luftmotstand/rullemostand.

Forresten, liten kommentar til denne også;

Dessuten er tapene i Batterikapasitet ikke er proposjonale med belastningen da kapasiteten i kWh blir lavere om belastningen er høy. Dette kompenseres noe ved at motoren har bedre virkningsgrad når belastningen er nærmer seg merkeytelse.

Virkningsgrad på motor i elbil klarar eg ikkje å finna. Ein standard motor har datablad som viser dette. Men dette er motor med fast turtall (OK, litt sakking avhengig av last), tomgangsturtall kan for eksempel vera 1000, 1500 eller 3000 rpm avhengig om den har 3, 2 eller 1 polpar. I tomgang er moment og effekt på aksling null. Tomgangstap er i hovedsak effekten motoren trekkjer for å overvinna friksjonstap, jerntap og vifte (kjøle)tap, samt litt kobbertap.
Kva er tomgangstap på ein elbilmotor? Tomgangstap på ein elbilmotor som står i ro (lyskryss) er faktisk null. Motoren trekkjer null strøm og det er null spenning, medfører null tap. Aukande hastighet, medfører større friksjonstap, større jerntap (høgare spenning og høgare frekvens), større viftepat. Tomgangstapet er altså avhengig av hastigheten (tomgang er fortsatt null moment på motor drivaksel)!
Slik er det også med virkningsgraden ved varierande last. Virkningsgrad som funksjon av effekt er avhengig av turtall. Ved låge turtall vil eg anta at elbilmotoren har betydeleg høgare virkningsgrad på lågare effektar enn ved høgare turtall.
Virkningsgradkurver er altså alltid oppgitt med bestemt frekvens (turtall), skulle vore artig å sett kurver for ulike frekvensar (turtall). Eg har som nemnt i allefall ikkje funne slike.
Altså trur eg samanhegnen er slik; Motoren har bedre virkningsgrad når belastningen nærmer seg merkeytelse ved merketurtall!.
Beste virkningsgrad ved lågare turtall er med ein lågare effekt.

[Griffel]

Nå var det egentlig en generell påstand om at det lønner seg å akselere før en motbakke, retardere i bakken for så å akselerere jeg protesterte imot. (At det lønner seg å trille nedover skrev jeg jo innledningsvis).

Dersom regenereringen var perfekt, ville utsagnet om at dersom en holder tiden fra A til B konstant er jevn hastighet det som krever mist energi alltid være riktig. Dette gjelder også berg- og dalbanen men den ville blitt uutholdelig kjedelig.

Det andre er at en selvfølgelig må ta praktiske hensyn, og at trille er bedre en regenerering siden regenereringen har tap. (typisk for berg og dalbane som slett ikke regenererer).

[Griffel]

Ser at du har rekna detaljert på dette tilfellet: «La oss kjøre en strekning 3 km 1 km bratt oppover 10% så 2 km flatt. 60 km/h.»

Ja jeg delte de første 3 km flatt i 2+1km av hensyn til sammenligningstabellen med varierende fart

Foreslår at du også reknar på dette: 
2 km flatt, 1 km flatt, 1 km bratt stigning, 2 meter flatt, 1 km bratt nedover, 2 km flatt. Totalt 7,02 km (bakketopp).

Da må jeg endre regnearket så det tar jeg meg ikke tid til nå, kanskje en dag det er for kaldt til å gå ut. (7,002km)

Du kan gjerne også rekna på:
2 km flatt, 1 km flatt (senke farten her mot slutten), 1 km bratt nedoverbakke (aksellerere), 2 km flatt. Totalt 6 km. Eg trur du her vil sjå at det lønner seg å senka farten litt før du startar kjøringa nedoverbakken (det er ikkje berre motbakkar, det finnes jo også unnabakkar)

Dette passet med tabellene mine ganske så enkelt at jeg tok meg tid.
Se Oppdatert vedlegg scenario 5 og 6.

I eksempelet mitt valgte jeg noe jeg mente var gunstig for de som mente noe annet enn meg, og på min strekning ble det nær hipp som happ. Tilfellet over viser et merforbruk som følge av hastighets variasjoner på ca 8%.

Se Vedlegg for spesielt intereserte siste side.

[Thomas Parsli]

Takk for både fakta og utregninger, Griffel!

Det eneste jeg ikke helt ser poenget med, er å holde tidsforbruket på strekningen lik.
Når jeg kjører elbil kjører jeg enten fort fordi jeg skal rekke noe, eller økonomisk fordi det er ...økonomisk.

Thomas

[tomrh]

Det eneste jeg ikke helt ser poenget med, er å holde tidsforbruket på strekningen lik.
Når jeg kjører elbil kjører jeg enten fort fordi jeg skal rekke noe, eller økonomisk fordi det er ...økonomisk.

Jeg ser poenget, for ellers kan man ikke sammenligne. Ellers kan man jo alltid kjøre litt saktere med den ene metoden og vinne mot den andre.

Men jeg ser hva Lars J og jeg ikke har tenkt så spesielt hardt på. Og det er effekten av luftmotstand. Den øker kvadratisk med hastigheten, så det man sparer i luftmotstand i 40 km/t vs. 60 km/t er mindre enn det man taper med 80 km/t vs. 60 km/t. Luftmotstanden utgjør totalt 0,2087 kWh med variabel hastighet mot 0,1820 kWh med konstant hastighet i Lars J/Griffels siste eksempel (scenario 5 og 6).

Så lenge regenerering har et tap på bare 10% så lønner det seg altså å regenerere framfor å la hastigheten øke i bunnen av bakken, i dette eksemplet. Det er en meget nyttig konklusjon som går imot eksisterende oppfatning her på forumet! Men når regenereringen har høyt tap eller totalt mangler, er berg-og-dalbane en bedre filosofi.

At tap ved regenerering kan være så lavt som 10% har Lars J tidligere funnet ut med Thinken sin: http://elbilforum.no/forum/index.php/topic,5796.msg61366.html#msg61366

Han fant også ut at han i bratt motbakke må ta ut ca. 15% mer energi fra batteriet enn økning av potensiell energi tilsier. Noe av dette er tapt energi pga. luft- og rullemotstand, mens noe kan tilskrives tap ved høyt effektuttak.

Så konklusjonen er at det å ta rennfart før motbakke kan være besparende - dersom totale tap pga. høyt effektuttak overgår ekstra tapt energi fra luftmotstand ved rennfarthastighet, dvs. rennfarten bør uansett ikke være veldig mye større enn gjennomsnittsfart opp bakken. Mens i nedoverbakke bør man faktisk regenerere fremfor å "slippe løs" bilen.

Nyttig diskusjon dette.

[Griffel]

Det eneste jeg ikke helt ser poenget med, er å holde tidsforbruket på strekningen lik.
Når jeg kjører elbil kjører jeg enten fort fordi jeg skal rekke noe, eller økonomisk fordi det er ...økonomisk.

Jeg ser poenget, for ellers kan man ikke sammenligne. Ellers kan man jo alltid kjøre litt saktere med den ene metoden og vinne mot den andre.

Helt riktig ellers ville en sammenligning vært umulig, lavere gjennomsnittshastighet gir lavere forbruk, og lenger tid.
Skal en rekke noe, kjør jevnt med den gjennomsnittstfarten som er nødvendig for det som skal rekkes.
Økonomisk fordi det er ...økonomisk.: kjør i 30 km/h
(Eller ta buss og T-bane)
(eller sykkel)
(eller gå)

[Thomas Parsli]

Utgangspunktet for diskusjonen var vel om det var lurt å øke hastigheten før en bakke eller ikke?

Jeg har tolket noen slik at istedenfor å lunte i 80km/t fra Drammen til Oslo på E18 er det bedre å øke hastigheten (til over 80km/t) i bunnen av Lierbakken og la hastigheten avta (til under 80km/t) mot toppen av bakken.

"2. Øk farta før motbakken, la den gradvis avta oppover og aksellerer igjen etter utflating over bakketopp. (Aksellerasjon i motbakke drar enormt med strøm!)"


Det er dette praktiske rådet jeg stilte spørsmål ved.

Det er heller ikke innlysende at rennefart opp Lierbakkene resulterer i høyere gjennomsnittshastighet...

Thomas

[Thomas Parsli]

Økonomisk fordi det er ...økonomisk.: kjør i 30 km/h
(Eller ta buss og T-bane)
(eller sykkel)
(eller gå)

Ok, vi har åpenbart forskjellig tilnærming til det å kjøre elbil...

Thomas

[tomrh]

Økonomisk fordi det er ...økonomisk.: kjør i 30 km/h

Den spøken din leder inn på hvordan skvise mest mulig kilometer ut av restkapasitet på batteriet. Noe som kan være nødvendig å kunne noe om den dagen man har lite batterikapasitet men MÅ komme seg fra A til B. Og saktere kjøring enn dette vil ikke lenger være optimalt fordi tomgangstapene blir for store, jfr. http://elbilforum.no/forum/index.php/topic,5800.msg60307.html#msg60307

En annen sak nå på vinteren hvis man kjører med elektrisk varme, for varmeapparatet bruker energi som er proporsjonal med tiden, dvs. jo kortere tid man bruker på strekningen desto mindre tapt energi på varme. Det må derfor finnes en optimal gjennomsnittsfart der ekstra luftmotstand og tap i bilen oppveier spart varmeenergi. Denne farta må øke jo kaldere det er ute.

I sprengkulda er det derfor også mer energiøkonomisk å ha dårlig tid og "berre peis på" som nordlendingan sei. 

[Griffel]

"2. Øk farta før motbakken, la den gradvis avta oppover og aksellerer igjen etter utflating over bakketopp. (Aksellerasjon i motbakke drar enormt med strøm!)"


Det er dette praktiske rådet jeg stilte spørsmål ved.

Konklusjonen tror jeg vi er enige om: det lønner seg ikke dersom energien til fartsøkingen kommer fra batteriet.

Men lar du farten synke så mye at du bruker enn si 5 min mer opp bakken enn ved å hold konstant 80km/h, brukers minder strøm, og dersom du holder konstant hastighet lavere enn 80 før og opp bakken og bruker 5 minutter mer enn ved 80km/h konstant bruker du enda mindre.
Altså det lønner seg ikke å bruke batteri på speede opp før bakken.

[Lars J]

Til Griffel og andre interesserte.

Dette synest eg er veldig kjedeleg, hadde ikkje tenkt å skrive fleire innlegg om dette, men eg synest ikkje det er rett at allmuen skal sitja igjen med trua på den fasiten som Griffel presenterer, det er for mange feil i den til det. Difor forhåpentlegvis siste innlegg frå mi side.

Vegjer å leggja alle mine merknader med meir i vedlegg, slik at dei som er spesielt interessert må opna dette!

[elektrolux]

Til uinnvidde klarer Lars å presse 100+ km ut av NiCd batteriene i sin tilårskomne Think Classic. M.a.o. Lars kan en ting og to om energiforbruk.

[tomrh]

Som jeg sa tidligere så er jevn fart opp bakke å betrakte som en aksellerasjon jfr. Einstein. For om man bruker et ekstra pådrag til å aksellerere på flat mark eller å overvinne et tyngdefelt er en og samme sak, motoren må uansett yte større effekt. På flat mark er det innlysende at man ikke tjener på kraftig aksellerasjon ut av kryss etc. pga. tap i motor og batteri. Det samme argumentet kan brukes opp en bakke. Jeg er ingen elektroingeniør, men hvis det Lars J sier om at at effekttap i fremdriftssystemet er kvadratisk proporsjonal med strømmen, så er jo det en vesentlig faktor. Hvilke matematiske formler er det man kan bruke for å beregne tap i en elektromotor?