EV - autonomie autostrada, 130 km/h

Cred ca am dat argumente cat se poate de solide si obiective in legatura eficienta unui motor electric in functie de turatie si sarcina. Acea harta de eficienta. Pornind de acolo e foarte simplu de inteles ca o CV cu mai multe trepte poate duce motorul electric intr-o zona de eficienta mai mare care se traduce in consum de energie mai mic in anumite regimuri de functionare. Cu un simplu calcul empiric se poate obtine o valoare aproximativa a consumului de energie la viteza constanta cu si fara mai multe trepte.
@costini
Speculezi despre cum crezi ca merge industria auto si simplifici problema mult prea mult. Dupa cum scriam mai sus decizia de a dezvolta, integra, calibra, produce o CV cu mai multe viteze tine de foarte multe lucruri printre care ar fi raportul cost/beneficiu, disponibilitatea resurselor financiare, resurselor umane, resurselor de timp si nu in ultimul rand a know-how-ului. Daca acum nu avem mai multe EV-uri cu mai multe trepte de viteza inseamna ca nu au fost intrunite toate conditiile necesare. In plus, pentru a nu se intelege gresit, nu cred ca o CV cu mai multe trepte este Sfântul Graal al EV-urilor. Se prea poate ca avansurile tehnologice pe alte paliere, baterii, electronica de putere, motoare electrice sa faca beneficiile unei CV cu mai multe trepte insuficiente pentru a justifica efortul integrarii intr-un EV. Pana atunci, insa, cunosc mai multi producatori auto care lucreaza la asa ceva si sunt in diverse stadii de dezvoltare. Unii inca tin problema in departamentele de advanced development iar altii sunt foarte aproape de productia in serie.
Atat ca am scris cam mult

Edited by r_vlad, 16 January 2022 - 17:06.

@r_vlad - Avem intr-o mana realitatea tuturor producatorilor, atat "clasici" cat si "noi", care ca regula nu au cutii de viteze cu mai multe trepte, desi ar fi in avantajul lor (financiar si mediatic) sa faca asta.

In cealalta mana avem o discutie despre ce-ar putea fi daca s-ar adauga acea cutie de viteze, castiguri de eficienta scoase de nicaieri (care nu tin cont de impactul cutiilor asupra drivetrain-ului, greutatii autovehiculului), afirmatii generale despre intreaga industrie, fara sa se tina cont de tipul motoarelor si dispunerea lor in masini, ipoteze despre ce dezvolta "producatorii".

Cine ti se pare ca speculeaza aici?

@costini total de acord. Mi-e greu sa cred ca nu s-au facut teste de catre toti producatorii de EV care e varianta ce aduce un plus de eficienta recte autonomie in conditiile in care autonomia e punctul cel mai nevralgic al masinilor electrice.
Conform lui r_vlad Tesla cere 100k+ pe Model S sau Model X dar le e peste mana sa puna o cutie care cat poate sa ridice pretul  1-2k? in conditiile in care ar castiga macar 5-10% la autonomie. Acolo li s-a terminat bugetul in cutia lui pește prăjit...sa nu mai vorbim de Mercedes sau BMW...si astia s-au zgarcit sa puna o amarata de cutie.

Of, of plecati de la premise gresite. Bineinteles ca s-au facut teste si calcule si s-a intors problema pe toate partile iar rezultatul a fost negativ. Asta a fost in trecut iar acum vedem pe strada sau proaspat lansate masinile pentru care s-a facut calculul atunci. Suntem pe topicul de eficienta / autonomie a viteza mare si stim cu totii ca EV-urile nu stau bine deloc la punctul asta. In consecinta ne uitam in viitor la ce s-ar putea face pentru a imbunatati situatia. Exista doua directii mari si late. Cresterea eficientei vehiculului si cresterea cantitatii de energie stocate la bord.
Mi se pare interesant cum niste early adopters cum sunt cei care au achizitionat deja un EV pot respinge o solutie tehnica doar pentru ca pare tributara unui trecut demodat al industriei auto sau pentru ca Elon Musk a decis, in trecut, ca Tesla nu se va concentra pe asa ceva.

Intre timp MB are in lucru asta:  Mercedes-Benz-2020-product-strategy-electric-drive-8-1200x675.jpg   99.62K   25 downloads
Aceeasi imagine a fost prezentata de Konstantin Niess (head of powertrain MB) la CTI Berlin 2021 (decembrie). Asta ca sa nu para ca e o poza veche si fara relevanta:  Screenshot 2022-01-16 180850.png   748.58K   21 downloads

Edited by r_vlad, 16 January 2022 - 18:11.

Eu nu inteleg de unde ai dezvoltat obsesia asta cu cutia de viteze cu mai multe trepte ca fiind "alfa si omega" masinilor electrice. De ce sa adaugi inca un "failure point" care nu aduce absolut nici un avantaj la tehnologia curenta a motoarelor electrice?
Pe bune daca inteleg.
La ora actuala, cu masini dovedite ca fiind EXTREM de eficiente cu o sngura viteza, sa vii cu o cutie cu multiple viteze, cu ambreiaja si cu pierderile suplimentare de energie aferente, mi se pare pur si simplu o dovada ca acei producatori nu pot tine pasul cu tehnologia si gasesc alternative la neputinta lor. Este si firesc oarecum, nu toata lumea poate face aceleasi lucruri la fel de bine.

Oricum, ecuatia universal valabila este ca cu cat un sistem este mai simplu cu atat este mai fiabil.

Edited by ro_explorer, 16 January 2022 - 18:15.

Daca asa pui problema sunt sigur ca nu am ce argument obiectiv sa itit dau si pe care sa il consideri tu valid.
Daca citeai ce am scris cu atentie sunt sigur ca puteai observa ca am am fost cat se poate de obiectiv  in argumentarea unei posibile solutii pentru o problema de actualitatea a EV-urilor. Problema din titlul topicului. Atat.
Din partea ta au venit argumente similare cu cele date acum cativa ani de negationistii mobilitatii electrice. Practic o invalidare a unor posibile solutii noi prin simplul fapt ca nu exista acum.

LE
In plus, mergand pe firul tau logic, exista multe sisteme auto care reprezinta un "failure point" si cu toate astea sunt prezente pe masinile de pe strada.
Cu asta ma opresc din aceasta discutie. Piata va dicta, pana la urma, ce sisteme vor deveni indispensabile si o CV cu mai multe trepte pentru un EV nu este "Alfa si Omega".

Edited by r_vlad, 16 January 2022 - 18:36.

Pai tocmai, ca solutia noua este un motor electric cu eficienta crescuta pe o gama fooooaaaaarte larga de turatii, care acopera 99.99% din necesarul de deplasare, ceea ce elimina necesitatea unei cutie de viteze cu mai multe trepte.

Singurul motiv pentru care taycanul are cutie cu 2 trepte este ca nu au reusit sa ii faca si demaraj competitiv si eficienta la viteze mari. Tesla a reusit. Rimac a reusit. Rivian a reusit. Progresul inseamna tocmai simplificarea sistemelor cu marirea eficientei in acelasi timp.
Sincer, eu consider progres eliminarea cutiei de viteze cu mai multe trepte, nu introducerea ei inapoi - aia e un regres din toate punctele de vedere.

r_vlad, on 16 ianuarie 2022 - 18:07, said:

Elon Musk nu a fortat pe nimeni sa il copieze....au facut-o pentru ca au vazut ca e mai eficient.
Sunt convins ca daca va apare o cutie care sa fie mai eficienta decat lipsa ei va fi adoptata fara probleme de industria auto.
Nu e nimeni contra cutiei daca aduce beneficii insa deocamdata mai au de sapat.

Ce n-a înțeles r_Vlad e ca autonomia scăzută la viteze mari n-are nicio legătură cu eficienta motorului care e aproape aceeași indiferent ca mașina merge cu 50, 90 sau cu 130 la ora, chiar și cu o singura treapta.

KiloW, on 16 ianuarie 2022 - 23:51, said:

Nu-i asa.
Este o diferenta ... sa zicem de ordinul a 10%, chiar si la Tesla.

Insa deocamdata actualele masini electrice se vand foarte bine si fara cutie cu 2 trepte, asa ca nu exista interes din partea producatorilor auto sa investeasca in asa ceva.

PS: Nu uitati ca Tesla multa vreme n-a avut pompa de caldura pe masina. Toti fanii erau convinsi ca n-are rost, ca nu se amortizeaza costul, ca e doar greutate suplimentara, ca aduce complexitate suplimentara si deci scade fiabilitatea...Exact cum spune acum ro_explorer despre cutia de viteze, exact asa vorbeau posesorii de Tesla despre pompa de caldura. Si masinile Tesla se vindeau foarte bine chiar si fara pompa de caldura.

Edited by kolfleading, 17 January 2022 - 08:43.

Hai sa zicem o diferenta chiar de 15%, însă între 0 și 240km/h. Între 30 și 130 probabil e mult mai mica diferența de eficienta de atat.

La ice însă eficienta creste cu sarcina (contraintuitiv pentru mulți). Din motivul asta consumul nu creste la fel de repede cu viteza ca la electrice, deși puterea consumata creste la fel o parte e compensata de creșterea de randament.
La ice randamentul între 50 și 130 variază de la foarte prost la prost, ceea ce e o imbunatatire. La Tesla e constant sau chiar scade putin. Dacă pierderile (aka necesarul de energie) se măresc de 5 ori între 50 și 130, la ice consumul va creste de mai puțin de 5 ori, în timp ce la electrice poate un pic mai mult. Dacă la ice randamentul creste de la 15 la 30% atunci consumul creste de 2.5 ori. La Tesla dacă randamentul scade de la 85 la 81% consumul creste de 5.25 ori... Însă asta n-o rezolvi cu o cutie de viteze.

kolfleading, on 17 ianuarie 2022 - 08:42, said:

Tesla avea aer condiționat și înainte. Pompa de căldură este același compresor dar a necesitat o noua valva și radiatoarele schimbate ca sa suporte functie dubla, atât. Nu e deloc același lucru cu introducerea unei întregi cutii. Și funcția a fost pusa mai mult pentru confort căci eficienta prea mare nu a adus (5% in general - adică vreo 30km la range).

kolfleading, on 17 ianuarie 2022 - 08:42, said:

Pe la 200 km/h și mai sus, da. Eu încă nu am mers cu viteza aia în ultimii 7 ani.

ro_explorer, on 17 ianuarie 2022 - 09:32, said:

Hmm...nu. Pompa de caldura nu aduce NIMIC in plus pentru confort.

Un amarat de PTC asigura un confort mai bun (da caldura mai repede), zgomot mai redus, complexitate mai redusa, costuri semnificativ mai reduse, greutate mai redusa...

ro_explorer, on 17 ianuarie 2022 - 09:32, said:

Nu exista un prag fix.
Poate fi proiectata sa aduca acel aprox 10% optimizare si la 130 Km/h.

Dar deocamdata masinile se vand foarte bine si fara, asa ca ...

Edited by kolfleading, 17 January 2022 - 11:22.

kolfleading, on 17 ianuarie 2022 - 11:21, said:

Ok, iar ne contram pe detalii matematice. "I'll take it!"

1. scuze de utilizarea termenului de "confort", trebuia sa utilizez termenul de "optimizare".

2. Studiu de caz - Model 3:
Versiunea de pana in 2020: Avem deja compresor de AC (complexitatea era deja acolo).
Avem in plus rezistente PTC si logica de control aferenta.

Versiunea de dupa 2020: Eliminam rezistentele din sistemul de ventilatie si toata logica de control.
Modificam cateva valve ca sa permitem flux bi-directional in radiatoare.
Schimbam penta-valve cu un octo-valve care sa permita schimbul termic intre mai multe sisteme.

S-a obtinut o masina cu mai putine componente practic, prin modificarea unora din circuite care au putut prelua functia.
La faza de optimizare, acum poti avea caldura instant pe care o scoti din baterii de exemplu, dar nu asta e important ci faptul ca ai o eficienta usor mai mare cu o complexitate general mai mica a ansamblului.

kolfleading, on 17 ianuarie 2022 - 11:21, said:

Motorul electric folosit in masinile electrice are eficienta maxima in primele 3/4 din gama de turatii. Eficienta incepe sa scada spre extrema superioara unde apar anumite fenomene electromagnetice care scad capacitatea de a transforma puterea in cuplu.
Asta inseamna ca practic o masina ca model3 LR, limitata la 230Km/h, va functiona in conditii maxime de eficienta pana pe la 180Km/h ... Adaugarea unei alte trepte in cutie avand un singur scop: mai multa putere pe asfalt la viteze mici = demaraj (ceea ce fac cei de la Porsche, neavand un design competitiv al motoarelor).

Edited by ro_explorer, 17 January 2022 - 12:15.

ro_explorer, on 17 ianuarie 2022 - 12:14, said:

Inclin sa cred ca n-a fost un accident.

---

Nici o pompa de caldura nu da caldura instantaneu ca un PTC, indiferent de unde ia acea caldura. Daca singura sursa de caldura la interior a ramas pompa de caldura, confortul este afectat negativ. De aceea suspectez ca si la Tesla a mai ramas o sursa de caldura electrica pt. habitaclu.

ro_explorer, on 17 ianuarie 2022 - 12:14, said:

Deci valva si tot circuitul aferent este acum o piesa mai complexa.
Iar valva asta este doar pentru traseul de antigel.

Dar la pompa de caldura trebuie sa schimbi si sensul agentului frigorific cu o valva cu 4 cai pentru a comuta intre incalzire si racire.

KiloW, on 16 ianuarie 2022 - 23:51, said:

Multumesc pentru aprecierea capacitatii mele de a intelege cum functioneaza un motor electric . Era bine daca se stia asta inainte sa am pe mana dezvoltarea catorva sisteme critice pentru propulsia unor hibride / electrice pe care acum le poti chiar cumpara. N-o sa reiterez ce a explicat kolfleading dar as adauga un calcul empiric care ar putea da o perspectiva in ceea ce priveste cosumul de energie electrica la viteza constanta cu si fara CV in doua trepte.

Putere necesara la 130 km/h, la roata = 40 kW
Randament motor electric+invertor la 130 km/h = 0,90 (o viteza)
Randament reductor (o treapta) = 0,99
Randament motor electric+invertor la 130 km/h in treapta II = 0,97 (cv cu doua trepte)
randament CV cu 2x trepte = 0,98
Putere trasa din baterie, reductor cu o treapta = 40 kW / 0,9*0,99 =  44,89 kW
Puterea trasa din baterie, CV cu doua trepte, in treapta II = 40 kW / 0,97*0,98 = 42,08 kW
Toate randamentele sistemelor de inainte de invertor sunt irelevant. Toate randamentele sistemelor de dupa CV sunt irelevante pentru ca ele se aplica ambelor variante. De asemenea un CV cu doua trepte aduce o greutate suplimentara fata de un reductor cu o singura treapta de 20-30 kg, nesemnificativ pentru calculul de mai sus.

Diferenta de 2,81 kW la 130 km/h, constant, timp de o ora, inseamna 2.81 kWh pentru 130 km parcursi sau 2,16 kWh in plus pentru 100 km parcursi. La un EV actual care in conditii optime are consum de 21 kWh / 100 km, la 130 km/h, o scadere cu 2,16 kWh inseamna o reducere a consumului cu 10,28 %.

Sunt sigur veti considera acest calcul doar un exercitiu cu scop didactic si nu veti incepe sa puneti la indoiala fiecare parametru ales. Va asigur ca valorile alese sunt perfect plauzibile dar nu neaparat reprezentative pentru un EV anume de pe piata.

Edited by r_vlad, 17 January 2022 - 12:50.

r_vlad, on 17 ianuarie 2022 - 12:39, said:

De unde ai scos numarul asta daca nu iti e cu suparare?
Cat timp vii cu numere din burta evident ca iti poti face calculele cum vrei tu sa iasa.

Realitatea arata totusi o implementare functionala si extrem de eficienta fara cutie de viteze. pana si Porsche va renunta la a doua treapta caci e inutila.

kolfleading, on 17 ianuarie 2022 - 12:32, said:

Ba chiar a fost un accident. Confortul termic este practic acelasi. Ai putea spune ca daca te urci in masina la temperaturi negative PDC-ul ar baga cald mai repede, ceea ce e corect - dar pentru asta ai preconditionarea masinii, deci scenariul asta apare doar daca uiti sa o pornesti.

Restul postarii tale nu contrazice ce am spus: s-a redus numarul de componente din masina, unele componente fiind schimbate cu altele mai cu functii extra. Mai compexe? Da, dar nu cu mult (penta-valve vs octo-valve inseamna tot o valva rotitoare dar cu 8 I/O in loc de 5  iar valvele de la A/C existau si inainte doar ca aveau 2 I/O -uri, acum au 4). Pe de alta parte s-a eliminat complet PDC-ul.

PDC-ul este eliminat complet - sunt utilizatori care au avut caderi ale compresorului la temperaturi extreme negative datorate unei valve care nu era reglata pentru acele conditii, lucru rezolvat prin ultimul update care modifica parametruu de functionare ai acelei valve. Userii care au reclamat compresorul defect au spus ca au ramas complet fara caldura pe ventilatie.

La urma urmei totul e o chestie de compromis intre costuri, fiabilitate si confort.

Edited by ro_explorer, 17 January 2022 - 12:56.

Sunt valori teoretice, din literatura de specialitate, care puse in calculul acela indica un potential maxim de imbunatatire. O simulare complexa va mai taia din beneficiu. Ba mai mult, pe ciclu WLTC beneficiul adaugarii unei CV multi-speed tinde spre 0.