Genau, da jede Energieumwandlung mit Verlusten verbunden ist, kann unter sonst gleichen Bedingungen kann mit Rekuperieren, nie so viel Energie zurückgewonnen werden, wie beim Beschleunigen verbraucht wird.
Ein "ruhiger Fuss" ist immer noch der beste "Sparmodus". Das gilt aber auch für den Verbrenner.
Vielleicht kann mir mal jemand erklären, warum sich der Verbrauch überhaupt mit der Beschleunigung ändert. Weil eigentlich spielt die Zeit bei der Berechnung des Energieverbrauchs bei der Beschleunigung überhaupt keine Rolle.
Wenn ich Dein Anliegen richtig deute, erklärt es das Newtonsche Gesetz F=m×a (Newton Einheit • Ingenieurwissenschaften · [mit Video] (studyflix.de))
Die Energie eines Körpers ist (mv2)/2.
Um eine höhere Geschwindigkeit zu erreichen, muss Energie zugeführt werden (Umwandlung von elektrischer in mechanische Energie). Will man langsamer fahren, muss Energie abgeführt werden, entweder durch Bremsen (Umwandlung in Wärme) oder durch Rekuperation (Umwandlung zurück in elektrische Energie).
Da jede Umwandlung mit Verlusten (Wärme) verbunden ist, steht nach dem Beschleunigen und nach der Rekuperation weniger Energie zur Verfügung.
Natürlich verliert man auch Energie während der Fahrt durch Luftwiderstand, Rollwiderstand etc.
Und der Luftwiderstand ist proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit.
Schneller fahren kostet also mehr.
Das ist mir alles klar.
Um z.B. eine Masse von 2000kg auf 100km/h zu beschleunigen, braucht man in der Theorie ca. 215Wh. Dabei spielt es keine Rolle ob das in 3,5,10 oder 35 Sekunden passiert. Die Zeit spielt bei der Berechnung der nötigen Energie für die Beschleunigung einfach keine Rolle.
Was ich nicht verstehe ist folgende Beobachtung.
In der Praxis braucht man weniger Energie, wenn man smooth beschleunigt.
Dann komme ich auf einer gemütlichen Sonntagsausfahrt im Sommer auf 14kWh/100km.
Mache ich mehrere heftige Beschleunigungen, steigt der Verbrauch merklich an und ich komme nicht unter 16kWh/100km.
Ist das etwa nur bei mir so?
Nee, ist bei mir auch so, habe ich gerade erst heute genauso festgestellt, bei zwei aufeinanderfolgenden schnellen sehr zügigen Beschleunigungen (davon ist mir sogar einmal kurz das Heck „weggegangen“, meine Gattin hat nen schönen Schreck bekommen) standen sofort 2kwh mehr auf der Verbrauchsanzeige und die Reichweite sank um 10km…😱
Gleichwohl sank der Verbrauch auch wieder, die Reichweite blieb lange gleich und pendelte sich dann auch wieder irgendwann auf meine „Standardwerte“ ein (derzeit 12-13 kwh/100km).
Gruß
Ich glaube in Prinzip hast du recht, wann die Verluste nicht mitgerechnet werden.
Diese ist meine Erklärung:
Elektrische Verluste spielen eine Rolle und sind quadratisch mit dem Strom.
W=I2R, Die Spannung bleibt ziemlich konstant.
Ausserdem sind bei grösserer Beschleunigung auch die Kräfte im Getriebe usw. grösser und damit auch die Reibung. Dadurch entstehen mehr Verluste. Ob die Reibung linear oder exponentiell wirkt, weiss ich nicht mehr auswendig, muss ich nachlesen.
Ich habe es mal ChatGPT gefragt:
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Reibungsverluste nehmen im Allgemeinen nicht linear, sondern eher exponentiell zu mit der Kraft. Dies liegt daran, dass Reibung normalerweise durch Kräfte verursacht wird, die sich proportional zur Normalkraft verhalten.
Die Reibungskraft zwischen zwei Oberflächen ist oft proportional zur Normal(kraft) und wird durch den sogenannten Reibungskoeffizienten μ bestimmt:
FReibung=μ⋅FNormalkraftFReibung=μ⋅FNormalkraft
Die Normalkraft ist die Kraft, die senkrecht auf die Kontaktfläche zwischen den Oberflächen wirkt. Wenn die Normalkraft zunimmt (zum Beispiel durch eine erhöhte Belastung), nimmt auch die Reibungskraft zu, und zwar nicht linear, sondern proportional zur Normalkraft. Dies bedeutet, dass eine Verdopplung der Normalkraft zu einer Verdopplung der Reibungskraft führt.
Die Gesamtmenge an Reibungsarbeit, die bei einer Bewegung über eine bestimmte Strecke geleistet wird, hängt dann von der aufgebrachten Kraft und dem Weg ab. Wenn die Reibungskraft konstant bleibt, ist die Reibungsarbeit linear zur aufgewandten Kraft und dem zurückgelegten Weg. Wenn jedoch die Reibungskraft exponentiell mit der Kraft zunimmt, wird auch die Reibungsarbeit exponentiell mit der aufgebrachten Kraft zunehmen.
In vielen Fällen, insbesondere bei Gleit- und Rollreibung, ist die Reibungskraft nicht konstant und kann sich mit der Geschwindigkeit und anderen Faktoren ändern. In solchen Fällen können die Reibungsverluste komplexer sein und nicht einfach durch eine lineare oder exponentielle Beziehung beschrieben werden.
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... nicht linear, sondern eher exponentiell zu mit der Kraft. ... nicht linear, sondern proportional zur Normalkraft. Dies bedeutet, dass eine Verdopplung der Normalkraft zu einer Verdopplung der Reibungskraft führt.
ChatGPT widerspricht sich selbst im von einem zum nächsten Satz. Exponentiell ist nicht linear, da entgegen ist eine "Verdoppelung" linear.
Dabei spielt es keine Rolle ob das in 3,5,10 oder 35 Sekunden passiert.
Der Wert der Beschleunigung ist Meter pro Quadratsekunde (a= l/t²). Also spielt die Zeit sogar eine exponentielle Rolle
Das ist für die nötige Kraft richtig, aber nicht für die nötige Energie. Dann kürzt sich die Zeit raus.
Aber nicht beide t´s.
F = m * a => für die doppelte Beschleunigung a brauchst du die doppelte Kraft F. Soweit ok.
Aber: die Beschleunigungsarbeit ist W = F * s und s = 1/2 a * t2;
aus v = a * t folgt t = v/a und somit:
s = 1/2 a * v2/a2 bzw. s = v2/(2a)
=> W = F * v2/(2a)
Wenn du also bei ansonsten gleichen Bedingungen auf die selbe Geschwindigkeit beschleunigst, kürzen sich die Faktoren „2“ der doppelten Beschleunigung und der dafür notwendigen doppelten Kraft weg. Somit ist (theoretisch) die Arbeit immer gleich.
und mit F = m*a
=> Ekin = 1/2 mv2
... bin ich froh, daß ich nur Obergärtner bin!
Die kinetische Energie spielt zwar bei Unfällen eine entscheidende Rolle, weil die Masse des MME erheblich ist, erklärt aber m.E. nicht den Zeitfaktor, obgleich in v wie auch a die Zeit vorhanden ist. Nicht zu verachten wären m.M.n. die von HenkK angeführten Verluste, die überproportional zur Geschwindigkeit steigen, selbst wenn der MME gut rollt und nicht gerade eine Schrankwand ist.
Mein kleiner Buchstabensalat erklärt ja auch nur, warum die Stärke der Beschleunigung beim Energiebedarf theoretisch egal ist (wie schon mlapp geschrieben hat). Wenn real Unterschiede gemessen werden, kann das verschiedene Ursachen haben. Angefangen bei nicht konstanten Versuchsbedingungen (Wind, Steigung, …), Messungenauigkeiten (BC!) oder natürlich auch internen „Verlusten“ durch z.B. Wärme oder verschiedene Wirkungsgrade des Antriebs bei verschiedenen Drehzahl-/ Lastzuständen (ähnlich wie beim Verbrenner).
… erklärt aber m.E. nicht den Zeitfaktor, obgleich in v wie auch a die Zeit vorhanden ist…
Für die Berechnung der Geschwindigkeit bzw. der Beschleunigung ist die Zeit natürlich sehr relevant. Aber bei mlapps Frage ging es um die Energie/Arbeit.
Die Zeit ist hier insofern relevant, da sie bei doppelter Beschleunigung (auf eine bestimmte Geschwindigkeit) halbiert wird (t=v/a).
Damit wird der Beschleunigungsweg halbiert (s=1/2 a*t2), was sich bei der Berechnung der Beschleunigungsarbeit (W=F*s) aber wieder rauskürzt, da ja für die doppelte Beschleunigung auch die doppelte Kraft nötig ist (F=m*a).
Man kann es auch einfacher sehen, mit dem physikalischen Gesetz der Energieerhaltung.
Wenn man beschleunigt, wird elektrische Energie in kinetische Energie plus Wärmeenergie für die Verluste umgewandelt. Umgekehrt wird beim Abbremsen kinetische Energie wieder in elektrische Energie plus Abwärme umgewandelt.
Ekin.1 + Eel.1 + Ewärme1 = Ekin.2 + Eel.2 + Ewärme2
Nur die Wärme wird als "Verlust" empfunden.
PS: Nicht berücksichtigt ist hier die potentielle Energie aufgrund der "Höhe". Beim Bergauffahren wird Energie verbraucht, die beim Bergabfahren wieder gewonnen wird.
Total:
Ekin.1 + Eel.1 + Epot1+Ewärme1 = Ekin.2 + Eel.2 + Epot2+ Ewärme2
So extrem wollte ich das gar nicht besprechen.
Das es theoretisch egal ist wie schnell man beschleunigt ist klar. Die Frage war ja eher, warum das in der Praxis anders ist.
Ist das nur ein Gefühl, ist es wirklich so und wenn ja, was könnten die Gründe sein.
Ich vermute es hängt mit der Wirkungsgradkurve der Antriebsstanges zusammen. Also Akku, Wandler und Motor, die bei maximaler Belastung schlechter ist als bei Teillast.
Wollt ihr nicht einen separaten Thread aufmachen?
Mit den Fahrmodi hat das hier nichts mehr zu tun.
Abgesehen davon, weiß ich von den ÖBB Lokführern, dass sie schnell, also mit hoher Energie, die anvisierte Vmax erreichen.
Das begünstigt die energiesparende Fahrweise.
Alles anzeigenMan kann es auch einfacher sehen, mit dem physikalischen Gesetz der Energieerhaltung.
Wenn man beschleunigt, wird elektrische Energie in kinetische Energie plus Wärmeenergie für die Verluste umgewandelt. Umgekehrt wird beim Abbremsen kinetische Energie wieder in elektrische Energie plus Abwärme umgewandelt.
Ekin.1 + Eel.1 + Ewärme1 = Ekin.2 + Eel.2 + Ewärme2
Nur die Wärme wird als "Verlust" empfunden.
PS: Nicht berücksichtigt ist hier die potentielle Energie aufgrund der "Höhe". Beim Bergauffahren wird Energie verbraucht, die beim Bergabfahren wieder gewonnen wird.
Total:
Ekin.1 + Eel.1 + Epot1+Ewärme1 = Ekin.2 + Eel.2 + Epot2+ Ewärme2
Klar kann man das so erklären. Aber dann fehlt dem Triumphator die Begründung für die (theoretisch) unwichtige Zeit.
Wollt ihr nicht einen separaten Thread aufmachen?
Mit den Fahrmodi hat das hier nichts mehr zu tun.
…
Eigentlich ist es genau das, worum es hier geht: „Fahrmodi: unterschiedlicher Verbrauch?“
Aber ich bin auch fertig, denn die wirklichen Ursachen werden wir mit unseren Möglichkeiten wohl nicht gesichert bestimmen können.
Wollt ihr nicht einen separaten Thread aufmachen?
Mit den Fahrmodi hat das hier nichts mehr zu tun.
Abgesehen davon, weiß ich von den ÖBB Lokführern, dass sie schnell, also mit hoher Energie, die anvisierte Vmax erreichen.
Das begünstigt die energiesparende Fahrweise.
Diese Aussage: "
Abgesehen davon, weiß ich von den ÖBB Lokführern, dass sie schnell, also mit hoher Energie, die anvisierte Vmax erreichen.
Das begünstigt die energiesparende Fahrweise."
habe ich mal ChatGPT gefüttert:
>>>>>>>>>>>>>>>> CHatGPT >>>>>>>>>
Die Aussage ist nicht korrekt. Eine schnelle Beschleunigung, um die Höchstgeschwindigkeit zu erreichen, bedeutet normalerweise einen höheren Energieverbrauch, nicht eine energiesparende Fahrweise.
Wenn Lokführer schnell beschleunigen, um die gewünschte Höchstgeschwindigkeit zu erreichen, benötigen sie mehr Energie, um das Fahrzeug auf diese Geschwindigkeit zu bringen. Dies führt zu einem höheren Energieverbrauch, insbesondere bei Verbrennungsmotoren, die bei höheren Drehzahlen ineffizienter arbeiten.
Eine energiesparende Fahrweise beinhaltet im Allgemeinen eine sanfte und gleichmäßige Beschleunigung, die dazu beiträgt, den Energieverbrauch zu reduzieren. Durch eine gleichmäßige Beschleunigung können Lokführer die Effizienz des Motors maximieren und den Energieverbrauch optimieren.
In vielen Fällen ist es daher vorteilhafter, eine gleichmäßige Beschleunigung zu wählen, um den Energieverbrauch zu minimieren und die Effizienz des Fahrzeugs zu verbessern.
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Ob das stimmt, muss jeder für sich selbst herausfinden.
Mir erscheint es plausibel. (aber wir reden hier nicht über Verbrennungsmotoren)
Mit den erwähnten "schnellen Beschleunigungen" werden die Verluste erhöht und im Gegenzug soll möglichst schnell eine "effizientere" Geschwindigkeit erreicht werden, so dass in der Gesamtfahrt die Verluste geringer werden........
Ich konnte nicht anders und habe ChatGPT gesagt, dass wir über elektrische Lokomotiven sprechen:
>>>>>>>>>>ChatGPT >>>>>>
Entschuldigung für das Missverständnis. Wenn Sie von elektrischen Lokomotiven sprechen, ist die Situation etwas anders.
Bei elektrischen Lokomotiven erfolgt die Beschleunigung normalerweise durch die Leistung des Elektromotors, der direkt von der Energieversorgung des Fahrzeugs gespeist wird. In diesem Fall kann eine schnellere Beschleunigung tatsächlich zu einer effizienteren Nutzung der Energie führen, insbesondere wenn die Lokomotive über ein effizientes Energierückgewinnungssystem (Rekuperation) verfügt.
Wenn eine elektrische Lokomotive schnell beschleunigt, kann sie schneller die gewünschte Geschwindigkeit erreichen und anschließend in einen energiesparenden Fahrbetrieb übergehen. Dies kann dazu beitragen, die gesamte Fahrtzeit zu verkürzen und den Energieverbrauch pro Strecke zu optimieren.
In diesem Kontext könnte die Aussage, dass schnelles Erreichen der Höchstgeschwindigkeit die energiesparende Fahrweise begünstigt, unter bestimmten Bedingungen korrekt sein, insbesondere wenn die Lokomotive über effiziente Energierückgewinnungssysteme verfügt und die Fahrtzeit kurz gehalten wird.
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Und ja, jetzt höre ich auf auf dieses Thema weiter zu reagieren.
