Strømforbruk vs fart

[ganton]

Noen som har sett grafer for i3? 

(Sikkert noen ingeniører her som kan si noe om faktorer som elektrisk motor effektivitet vs turtall, rullemotstand+luftmotstand vs fart etc... Vil forundre meg om ikke BMW-utviklerne har god oversikt over dette uten at det er publisert)

[Vind]

Noen som har sett grafer for i3? 

(Sikkert noen ingeniører her som kan si noe om faktorer som elektrisk motor effektivitet vs turtall, rullemotstand+luftmotstand vs fart etc... Vil forundre meg om ikke BMW-utviklerne har god oversikt over dette uten at det er publisert)

Det er mange gode beskrivelser på det.  Rekkevidden synker betraktelig når man passerer 80 på grunn av økt luftmotstand (gjelder alle biler, men man merker det ikke så godt med full bensintank) - så dette har ikke noe direkte med elbil å gjøre annet enn at "tanken" er mindre, så det betyr mere å ha lavt forbruk.


Denne grafen er laget av en ivrig svenske, og stemmer godt med mine erfaringer.  Les hele artikkelen her: http://bmwi3owner.com/2014/03/range-for-speed/#more-203

[Kjell Leaf]

Noen som har sett grafer for i3? 

(Sikkert noen ingeniører her som kan si noe om faktorer som elektrisk motor effektivitet vs turtall, rullemotstand+luftmotstand vs fart etc... Vil forundre meg om ikke BMW-utviklerne har god oversikt over dette uten at det er publisert)

Det er mange gode beskrivelser på det.  Rekkevidden synker betraktelig når man passerer 80 på grunn av økt luftmotstand (gjelder alle biler, men man merker det ikke så godt med full bensintank) - så dette har ikke noe direkte med elbil å gjøre annet enn at "tanken" er mindre, så det betyr mere å ha lavt forbruk.


Denne grafen er laget av en ivrig svenske, og stemmer godt med mine erfaringer.  Les hele artikkelen her: http://bmwi3owner.com/2014/03/range-for-speed/#more-203

Det blir ikke helt det samme med vanlig bil fordi man der har gir som er tilpasset farten. Min gamle 523iA hadde i 5 gir bare 2000 rpm i 110 km/t, den var dermed svært billig i den hastigheten. 85-90 km/t var mest økonomiske hastighet, men det hører til sjeldenhetene at bilene er giret sånn.

[janni]

Denne grafen er laget av en ivrig svenske, og stemmer godt med mine erfaringer.  Les hele artikkelen her: http://bmwi3owner.com/2014/03/range-for-speed/#more-203

Fin graf her.  Han har målt forbruk ved 80, 100 og 120, men hva er forbruk ved 70, 60, 50, 40...  Hva er hastigheten som gir lavest forbruk.  Noen som vet ?

[ganton]

Vet ikke om denne faktisk stemmer for Tesla: http://www.teslamotors.com/goelectric/efficiency

Ifølge ovenfor nevnte side (http://bmwi3owner.com/2014/03/range-for-speed/#more-203) så bruker da BMW i3 150Wh/km ved 80 km/h

mens Tesla tilsynelatende bruker 124 Wh/km (200Wh/mi ved 50mph). Kan det stemme da?

[jkirkebo]

Vet ikke om denne faktisk stemmer for Tesla: http://www.teslamotors.com/goelectric/efficiency

Ifølge ovenfor nevnte side (http://bmwi3owner.com/2014/03/range-for-speed/#more-203) så bruker da BMW i3 150Wh/km ved 80 km/h

mens Tesla tilsynelatende bruker 124 Wh/km (200Wh/mi ved 50mph). Kan det stemme da?

Nei. På strekningen Lillehammer-Minnesund 2.påskedag gikk trafikken stort sett i 80 med litt 70 og noe 50 innimellom. Forbruket ble 158Wh/km. I jevn 80 bruker den langt under 200Wh/km.

[Griffel]

Fin graf her.  Han har målt forbruk ved 80, 100 og 120, men hva er forbruk ved 70, 60, 50, 40...  Hva er hastigheten som gir lavest forbruk.  Noen som vet ?

Kanskje på tide å gjenta de lovene som gjelder alle biler:
Kinetisk energi (bevegelsesenergi) for en (el)bil i fart. E=1/2*m*v². m er massen av bilen (kg) v er hastigheten (m/sek) og den må altså i 2 potens. 80km/h=22m/sek. Dersom bilen (med last) veier 1500kg er energien 1/2*1500*222 = 363kJ = 0,1kWh. Dette er det akselerasjonen fra 0 til 80km/h egentlig koster, det spiller ingen rolle hvor sterk motoren er (større effekt men kortere tid), vi får noe av det tilbake ved bremsing. Det vil si jeg taper litt på hver gang farten reduseres for så å øker igjen, derfor lønner det seg å holde jevn fart. En fossilbil taper all kinetisk energi ved retardasjon.

Potensiell energi (stillingsenergi): E = mgh  g er tyngdens akselerasjon på jorden = 9,81kgm/S2  h er høydeforskjellen. Jobben min ligger 200m høyere enn der jeg bor. 1500*9,81*200=2943kJ=0,8kWh. Noe av dette får jeg tilbake i nedoverbakkene, det vil si jeg taper litt for hver gang det går opp og ned, dette er det vell ikke stort å gjøre med. En fossilbil bruker denne energien på vei opp og får ikke noe igjen på vei ned.

Termisk energi: På turen varmer jeg opp dekkene og veien E = mgrl hvor  l er lengden av vegen. For å gjøre det enkelt 10km, og r er rullefriksjonskoeffisienten som er avhengig av vegbanen og dekkene. Typisk tall skal være 0,01 for gode dekk. E=1500*9,81*0,01*10000=147kJ=0,4kWh/mil. Dette er likt for fossilbilen, men her legger en kanskje mindre vekt på å kjøpe lavenergidekk siden kjørelengde ikke betyr noe.

Luften skal vi også presse oss gjennom. Energi bruk på grunn av luftmotstand: Ed=1/2*r*Cd*A*v²*l
r er tettheten av luft 1,225 kg/m3, A er bilens flate rett fram, v²  er bilens hastighet i 2 potens, Cd verdien er et mål for hvor strømlinjeformet bilen er. En SUV 0,4-0,5 sportsbil 0,25-0,35.
Her må Cityel'en ha en stor fordel med liten flate og lav Cd.

Siden hastigheten er i 2potens kan vi ikke benytte gjennomsnitts hastigheten men må bruke gjennomsnittet av kvadrate av hastigheten for å finne forbruket per mil. Denne vil ligge et sted mellom gjennomsnittshastighet og toppfart. En bil med flate 2m2, Cd 0,36, konstant fart 65km/h bruker da 0,4kWh/mil på luftmotstanden, ved 80km/h har forbruket økt til 0,6kWh/mil.

Rullemotstand og luftmotstand kan vi påvirke. 0,5bar for lite i dekkene kan øke effektforbruket  8-10%. Et åpent vindu 3-4%. Takstativ/skiboks 12-15%.

[ganton]

Men er el-motoren like effektiv ved alle hastigheter?

[Griffel]

Men er el-motoren like effektiv ved alle hastigheter?

Effektiviteten variere nok mer med belastningen enn med turtall. men virkningsgraden på det elektriske drivsystemet er så mye bedre enn en bensinmotor at variasjonen her blir ikke stor om en sammenligner med alt annet som er usikkert. Lufttrykk, Luftfuktighet, Rullemotstand,Vind, Stigning, feil lufttrykk i dekk etc.

[Klykken]

Noe vil være tapt i varme. Og rullemotstanden er variabel, luftmotstand er variabel, gravitasjonen er variabel med høyden, bruk av utstyr i bilen vil påvirke forbruket, samt skitt på bilen vil gjøre et mikroskopisk utslag. Synes Griffel var temmelig detaljert i sine utregninger, og viser fint hva man kan forvente under ideelle forhold.

[Terondo]

Luftmotstanden er ikke der i3 er best. Tesla model S utklasserer i3 på akkurat dette. Var på langtud i Tesla model S i helgen som var, og selv med tung gassfot, var det lite forskjeller i forbruket. Den forbruker jevnt over mer, naturligvis, men imponerende lavt forbruk for en bil med såpass vekt, og maskineri.

Min erfaring er at så lenge man holder seg til 90 på motorveien (her i Bergen er jo ikke det noe problem), og forsøker å holde jevn fart ellers, kommer man ganske langt. Mener jeg leste et sted at 40 km/t er det optimale, om man skal komme så langt som mulig på batteripakken. Ellers kjører jeg vanligvis med både sanntidsmåling av forbruk/lading vist på kjøreskjermen og trip computer for visning av gjennomsnitt på iDrive-skjermen. Det gir gode indikasjoner på forbruket.

[Griffel]

Anvender vi ovenstående på BMW.
Vekt 1270kg
Cd 0,29   
A 2,38m²

Får en at i 80 km/t er luftmotstanden 0,6 kWh/mil. Dette tallet kan variere ca 10% med lufttrykk, temperatur og fuktighet, men mye mer med motvind/medvind.

Dersom målingen er riktig Ca. 1,5 kWh ved 80 km/t betyr det at rullemotstand og mekaniske/elektriske tap i bilen er 0,9kWh/mil. Noe som er forbausende høyt. Det kan komme av ekstra vekt i bilen høyre rullemotstand på valg type dekk, feil lufttrykk i dekkene etc. Eller andre ting som trekker strøm AC eller varme.

I 80 km/h flat vei, vindstille 15 C tørr luft 1013hPa(norm atmosfære) ville jeg forvente Ca 1,1-1,2 kWh/mil for BMW og ca. 1,5-1,6 kWh/mil på Tesla. En må nok over 120 km/t før forbruket på Tesla M blir lavere enn BMWi3

På spørsmål om hvilken hastighet som gir størst rekkevidder er nok det et sted mellom 20km/t og 40km/t

[Vind]

På spørsmål om hvilken hastighet som gir størst rekkevidder er nok det et sted mellom 20km/t og 40km/t

Mener jeg så en post på Leaf forum for en stund siden hvor noen regnet ut at 40km/t er den mest økonomiske fart for lengst mulig rekkevidde.  Blir den lavere enn 40km/t så vil tiden det tar å komme frem bli så lang at småforbruk som ikke brukes til fremdrift veier opp for den lavere farten.  Fant ikke igjen den posten.

Ellers er det flotte beregninger her som forklarer den enkle fysikken - bra!

Ellers er det helt korrekt at Tesla har lavere luftmotstand enn i3, det ligger i grunnprinsippet at en lengre bil kan gis lavere luftmotstand, men vekten spiller jo også inn, så det er ikke en enkel den ene er bedre enn den andre her...

[Griffel]

Nå er det jelvfølgelig slik at optimal hastighet for lavest mulig totalforbruk varierer med hvor mye strøm en benytter til annet en framdrift. Bruker en mye til oppvarming/kjøling er optimal hastighet høyere slik at tiden blir kortere.
Dette er ca tall:
250W ca 20 km/t
500W ca 30 km/t
1kW 30-40 km/t
1,5kW ca 40 km/t
2kw 40-50 km/t
Lengst rekkevidde er uansett med lavt annet forbruk 250W og 20 km/t. Men 40 km/t er nok den praktiske hastigheten for lengs rekkevidde siden en også ved så lavt egenforbruk ikke taper mye på å øke hastigheten fra 20 til 40.

[Griffel]

Hvis man ser bort fra "mekaniske/elektriske tap i bilen" og holder jevn fart på flatmark vil vel da effekten som behøves for å holde jevn fart for i3 se slik ut ( P=(Froll+Fdrag)*v     , enheter: kW/mil og km/t).  De andre (ikke ubetydelige) tapene er vel motkrefter lineært med farten (?)

Usikker på hva du egentlig mener (hadde det ikke vært for det med enheter).
Effekten (kW) som kreves for å overvinde rullemotstanden er proporsjonal med hastigheten
Energien (kWh) som kreves for å kjøre 1 km om en kun har rullemotstand variere ikke med hastighet
Effekten som kreves for å overvinde luftmotstanden er proporsjonal med hastigheten i 3potens
Energien som kreves for å kjøre 1 km om en kun har luftmotstand er proporsjonal med hastigheten i 2potens.
Kraft x vei = arbeid = Energien som gikk med.
Så ja P = (Froll + FDrag)v men da er P i W, F i N og v i m/s. og Fdrag en funksjon av v²

(dette er tilnærmet riktig, på grunn av slipp mellom gummi og vei er det en ubetydelig feil i dette med rullemotstand, og luft/vann blandingen som skaper luftmotstand er ikke en ideell gass men sammenlignet med alle andre usikkerheter i slike betraktninger er dette uten betydning)