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Die Motoren im Elektroauto
Wie es scheint, gehen die Motorenentwickler beim Elektroauto verschieden Wege.
Leistungsbetont der BMW i3 (170 PS, 250 Nm)
Drehmomentstark der Chevrolet Spark EV (130 PS, 540 Nm)
GM lässt damit den Spark mit gut doppelt so langer Übersetzung (3,18 : 1) und nervenschonenden Drehzahlen gegen die Konkurrenz antreten.
Werden auf die Dauer beide Konzepte Bestand haben? Ich dachte, die Motoren-Technik wäre ausgereift, und Simulationsprogramme würden den Entwicklern bei weitgehend vergleichbaren Zielvorgaben weitgehend vergleichbare Motorauslegungen liefern.
Beste Antwort im Thema
Naja, hier hatte ich es ja noch nicht kund getan ;-)
Hab den ersten Monat jetzt rum und das funktioniert alles soweit sehr schön. Morgen wird auch meine Steckdose am Parkplatz offiziell angeschlossen. Bislang hab ich fast nur öffentlich geladen. Und das funktionierte doch unerwartet gut und war in der Regel kostenlos.
Muss mich jetzt endlich mal aufraffen, den Diesel-Corsa zu putzen und zu veräußern. Ist im letzten Monat nur 1x bewegt worden und das auch nur weil ich Sorge hatte, dass der Akku sonst irgedwann mal platt sein könnte ;-)
Der Benzin-Corsa bleibt uns noch eine Weile erhalten, bis wir mal was größeres brauchen. Wäre toll, wenn das dann auch elektrisch ginge. Momentan sehe ich da aber noch nicht so das Angebot. Müsste was fernreisetaugliches mit Platz sein und der Tesla ist zu teuer.
Im Alltag fahren wir den Großteil unserer Kilometer aber mit dem Zoe. Da gehört auch das 100km Umland zu.
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56 Antworten
Der BMW Motor dürfte nur die Hälfte wiegen....
.... Drehmoment und Gewicht sind beim E-Motor für eine 100% Auslegung streng gekoppelt, es macht daher Sinn, Leistung über Drehzahl zu generieren, und nicht über Drehmoment.
Gute Lösung: http://www.getrag.com/media/products/edrive/1edt130/1eDT130.pdf
Gruß SRAM
Für einen Getriebehersteller gilt ja auch: "Je Drehzahl, desto Getriebe" :)
Wieso ?
Zwei Zahnrädern sind es immer, egal welche Übersetzung .......
Gruß SRAM
Ne, wird dann auch gern mehrstufig. Planetengetriebe kenne ich typischerweise einstufig bis i=10. Stirnrad weniger oder halt mehrstufig.
Leistung über die Drehzahl erreichen ist günstiger als über das Drehmoment.
Aber auch lauter oder nicht?
Das bedeutet einfach:
der BMW (170PS = 125kW) erreicht mit Drehmoment 250Nm seine Leistung bei 4750rpm.
der Chevy (130PS = 96kW) erreicht mit Drehmoment 542Nm seine Leistung bei 1700rpm. Danach sinkt das Drehmoment ab.
Der BMW ist daher sehr viel mehr wie ein "konventioneller Motor" ausgelegt.
Gruß
SparAstra
Aber kann man es irgendwie bewerten? Kann man sagen besser ist dieses oder jenes? Dass das Drehmoment bei höheren Drehzahlen absinkt, muss kein Nachteil sein, weil ja hohe Drehzahlen nicht genutzt werden.
SRAM hat sicher Recht, wenn er sagt, dass man das hohe Drehmoment nur über mehr Gewicht erreicht, aber bedeuten die höheren Drehzahlen (bei weniger Drehmoment) nicht auch mehr Reibung und damit einen schlechteren Wirkungsgrad?
Mich wundert nur, dass sich die Ingenieure da nicht einig sind und frage mich, warum sie nicht zum selben Ergebnis kommen. Letztlich denke ich, dass es bei BMW hauptsächlich um die Größe geht, damit man den Motor einerseits auch in den diversen Hybrids als Zusatzaggregat verwenden und andererseits im i3 daneben noch einen RE platzieren kann. GM aber ging es vlt. nur um die optimale Auslegung für einen Kleinwagen.
Kann auch sein, dass ich mich täusche. Ich wüßte nicht, welches ich wählen würde, wenn ich es mir aussuchen könnte.
Da ich auf dem Gebiet der Elektromotoren eine totale Null bin, hab ich mich im Netz ein bisschen umgesehen und herausgefunden, dass im Tesla ein Asynchronmotor (AC induction motor) werkelt, während BMW sowie fast alle übrigen Hersteller einen Synchronmotor (Permanentmagnet-Motor) verwenden.
Die Vor- und Nachteile der beiden haben sich mir auf die Schnelle nicht erschlossen, angeblich wäre der Synchronmotor der effizientere.
Beim Begriff Permanetmagnet haben bei mir die Alarmglocken zu leuten begonnen, weil ich in Kindertagen in der Schule einmal gehört habe, ein Magnet könne diese seine Eigenschaft mit der Zeit bzw. auf Grund mechanischer Einflüsse (Erschütterungen) auch wieder verlieren.
Mittlerweile sind aber etliche Jahrzehnte ins Land gezogen und die Materialien wurde sicher ständig verbessert. Kann man heute davon ausgehen, das der Magnetismus der Permanentmagneten im E-Motor auch tatsächlich dauerhaft ist, oder muss man, über ein Jahrzehnt gerechnet, ähnlich wie bei der Batterie auch hier mit einer gewissen Leistungsabnahme rechnen?
Zu dem Thema habe ich auch einen ganz interessanten Artikel gefunden, leider auf Englisch.
Zitat:
Original geschrieben von he2lmuth
Leistung über die Drehzahl erreichen ist günstiger als über das Drehmoment.
Aber auch lauter oder nicht?
Den Motor wird man eher nicht hören. Das Getriebe schon eher. Aber ganz ohne wird man auch nicht auskommen. Also ob da akustisch die Unterschiede sind...
Es geht wohl in erster Linie um die Effizenz, wenn man versucht, mit einem festen Gang auszukommen. Zu hohe Drehzahlen sind wegen der Ummangnetisierungsverluste auch nicht gut und man braucht dann irgendwann auch sehr hohe Spannungen - oder hat alternativ unten wenig Drehmoment.
Von daher macht eine variable Erregung, wie im Zoe, halt Sinn, wenn man ohne Schaltgetriebe auskommen möchte.
Zitat:
Original geschrieben von eCarFan
Die Vor- und Nachteile der beiden haben sich mir auf die Schnelle nicht erschlossen, angeblich wäre der Synchronmotor der effizientere.
Permanent erregter Synchronmotor - Effizienter, sehr gutes Verhältnis zwischen Leistung/Gewicht und Leistung/Größe.
Ich fände einen Hybrid aus Permanent- und Fremderregtem Synchronmotor gut. Da würde man in unteren Drehzahlen das Feld verstärken und hätte dann mehre Newtonmeter/Ampere. Und bei hohen Drehzahlen weniger Volt /Drehzahl.
Der Zoe Motor ist wohl komplett fremd erregt.
Zitat:
SRAM hat sicher Recht, wenn er sagt, dass man das hohe Drehmoment nur über mehr Gewicht erreicht,
Nein, das kann man auch einfach durch die Bauweise beeinflussen. Also gleich starke und gleich viele Magnete, aber größerer Durchmesser - mehr Drehmoment, weil größerer Hebelarm. Zb dann als Scheibenmotor aufgebaut.
Aber bei gleicher Drehzahl hast Du dafür eine höhere Umfangsgeschwindigkeit und damit mehr Induktion - spricht Du brauchst mehr Spannung.
Und der Motor hat dann natürlich auch ein höheres Trägheitsmoment.
Andererseits geht das Trägheitsmoment mit der Getriebeübersetzung nach außen auch wieder quadratisch ein...
Zitat:
Nein, das kann man auch einfach durch die Bauweise beeinflussen.
Klar kann man das. Deswegen steht auch da: bei 100% Auslegung, sprich ausgereizt.
Dann spielt nur noch die erreichbare Flußdichte eine Rolle. Und die ist bei den bezahlbaren Materialien eben begrenzt: Mehr als 2 Tesla sind nicht drin.
Damit liegt aber die maximale Kraft pro Querschnitt fest. Willst du nun den Magnetischen Kreis schließen, dann muß der Weg minimal gewählt werden, wenn das Gewicht des Kreises klein bleiben soll.
Das führt zu Motoren geringen Durchmessers und damit geringem Drehmoment, aber auch geringem Trägheitsmoment eben wegen des geringen Durchmessers und damit Hochdrehzahl Konzepten.
Der Scheibenläufer (auch "eisenlos", das bezieht sih ja nur auf die Spule(n), nicht die Scheibe.....), ist da eher ungünstig, weil die Scheibe limitiert und diese bei großen Durchmessern enttsprechend schwer wird (weil bei hohen Strömen auch entsprechend dick....).
Sehr schön sind die Verhältnisse hier zu sehen:
http://www.winni-scheibe.com/.../radnabenmotor.JPG
Der Motor zur Verstellung des Fahrwerkes hat praktisch dieselbe Größe wie der 30 kW Motor des Radantriebes, aber viel weniger Leistung,, weil er im Verhältnis zum Fahrmotor nur sehr langsam dreht, aber dieselbe Kraft = Drehmoment aufbringen muß.
Gruß SRAM
Zitat:
Original geschrieben von SRAM
Damit liegt aber die maximale Kraft pro Querschnitt fest. Willst du nun den Magnetischen Kreis schließen, dann muß der Weg minimal gewählt werden, wenn das Gewicht des Kreises klein bleiben soll.
Ne, muss doch nicht. Es gibt eine Kraft/Fläche, festgelegt durch den maximal realisierbaren Fluss. Leistung wäre Kraft*Geschwindigkeit. Da bilden die Ummangnetisierungsverluste dann wohl die Grenze.
Die Frage wäre dann, wie ich die Fläche anordne. Einen dünnen Ring mit großen Durchmessen, oder einen langen Zylinder mit geringem Durchmesser. Wenn die Teile sich immer gleich schnell aneinander vorbei bewegen und die Fläche und Kraft/Fläche gleich bleiben, bleibt doch auch die Leistung gleich.
Einmal mit viel Drehzahl und wenig Drehmoment und einmal andersrum.
Ok, in der Realität muss der große Ring auch irgendwie gefüllt werden...ja, wird wohl etwas schwerer. Aber wenn ich dadurch eher zu den Werten komme, die ich brauche - warum nicht?
Zitat:
Der Scheibenläufer (auch "eisenlos", das bezieht sih ja nur auf die Spule(n), nicht die Scheibe.....), ist da eher ungünstig, weil die Scheibe limitiert und diese bei großen Durchmessern enttsprechend schwer wird (weil bei hohen Strömen auch entsprechend dick....).
Ich meinte da nur die geometrische Bauform. Also großer Durchmesser, kurze Welle.
Der Motor vom i3 soll nur etwas über 20kg wiegen.
Genug Kraft hat er doch für das niedrig zu bewegende Masse.
Das kann ich nicht glauben, wenn der RE total ein Mehrgewicht von 120 kg verursacht. Wenig ist das trotzdem.