Themen:
- Einführung
- Bereich
- Leistung [kW]
- Kapazität [kWh]
- Verbrauch [Wh/km, km/kWh, kWh/100 km]
Einführung:
Mit Plugin-Hybriden und komplett elektrische Fahrzeuge Wir reden über Kapazität und Kraft. Diese Informationen sind beim Kauf eines Fahrzeugs wichtig, denn so können wir unter anderem die Reichweite und Ladezeiten ermitteln. Für viele Menschen bestimmt die Frage die Wahl ihres Autos: Wie viele Kilometer fährt ein Fahrzeug mit einer Batterieladung und wie schnell ist die Batterie von leer auf voll aufgeladen? Wir finden oft die Einheiten kW und kWh, aber es herrscht oft Verwirrung darüber, was genau das bedeutet. Auf dieser Seite betrachten wir die Bedeutung von Kapazität und Leistung sowie die Einheiten kW und kWh. Darüber hinaus wird auch beschrieben, was der Verbrauch eines Elektrofahrzeugs mit sich bringt und auf welche drei Arten wir dem Verbrauch in der Anleitung oder im Display des Bordcomputers begegnen können.
Aktionsradius:
Die Reichweite gibt die Distanz an, die ein Fahrzeug mit einer Tankfüllung oder einer vollen Batterieladung zurücklegen kann. Die Reichweite wird in Kilometern angegeben. Es gibt viele Faktoren, die einen negativen Einfluss auf die Reichweite haben. Im Folgenden sind einige Punkte aufgeführt, die es zu berücksichtigen gilt:
- Fahrstil: bei starker Beschleunigung und falscher Motorbremsung:
– Kraftstoffmotor: Beim Abbremsen spritzt der Motor keinen Kraftstoff ein;
– Elektrofahrzeug: auf sanft remmen Energie wird in die Batterie zurückgespeist. Bei starkem Bremsen geht Bremsenergie „verloren“, weil die Bremsbeläge gegen die Scheiben gedrückt werden; - Fahrzeuggewicht: Mehr Gewicht führt zu höherem Verbrauch;
- Aerodynamik: Bei Fahrradträger oder Dachbox steigt der Verbrauch durch den Luftwiderstand;
- niedriger Reifendruck;
- niedrige Außenlufttemperatur;
- viele elektrische Verbraucher eingeschaltet (z. B. Sitzheizung oder Elektroheizung);
- Klimaanlage eingeschaltet.
Der Fahrer hat großen Einfluss auf die Reichweite. Unter Berücksichtigung der oben genannten Punkte kann der Verbrauch des Fahrzeugs gesenkt und somit eine höhere Reichweite erreicht werden.
Leistung [kW]:
Leistung ist die Energiemenge, die in einer Sekunde abgegeben werden kann. Wir geben die Energie in Joule an. 1 J/s (Joule pro Sekunde) entspricht 1 Ws (Wattsekunde). Der Begriff Wattsekunde ist ungewöhnlich, wir sprechen von der Einheit „Watt“.
1 kW = 1000 Watt = 1000 J/s = 1000 Joule in 1 Sekunde.
Bei Elektrofahrzeugen treffen wir auf die Leistung beim Laden oder Entladen des Fahrzeugs und auf die an die Räder abgegebene Leistung:
- Laden über ein Notladegerät (Modus 2) zu Hause in der Steckdose mit einer Leistung von 2,3 kW;
- Laden über ein Schnellladegerät entlang der Autobahn (Modus 4) mit einer Leistung von 43 kW;
- die vom Elektromotor abgegebene Leistung (Drehmoment multipliziert mit der Winkelgeschwindigkeit), wobei die Verluste im Antriebsstrang noch nicht berücksichtigt sind:
– BMW iX3: 210 kW;
– Peugeot e-208: 115 kW;
– Volkswagen ID.5: 128 kW.
Kapazität [kWh]:
Die Kapazität gibt an, wie viel Energie in einer Batterie gespeichert werden kann. Je höher die Akkukapazität, desto höher ist die Reichweite.
Bei Elektrofahrzeugen sehen wir häufig, dass Kilowattstunden [kWh] als Maß für Energie und Batteriekapazität verwendet werden. Exemplarisch wird die Kapazität von drei vollelektrischen Fahrzeugen dargestellt:
- BMW iX3: 74 kWh;
- Peugeot e-208: 50 kWh;
- Volkswagen ID.5: 77 kWh.
Die Kapazität in Kilowattstunden ergibt sich aus drei Faktoren:
- Kilo: Multiplikationsfaktor x 1000;
- Watt: Leistungseinheit;
- Stunde: Eine Stunde besteht aus 60 Minuten und 60 Sekunden, also insgesamt 3.600 Sekunden.
Eine Kilowattstunde [kWh] entspricht 3.600 Kilowattsekunden [kWs].
Verbrauch [Wh/km, km/kWh, kWh/100 km]:
Die Ladekapazität, der Verbrauch und die abgegebene Leistung von Elektrogeräten werden in der Einheit „Watt“ angegeben. Wenn wir ein Gerät mit einem Verbrauch von 100 Watt eine Stunde lang eingeschaltet lassen, dann hat dieses Gerät 100 Wattstunden Energie verbraucht. Wenn wir dieses Gerät zehn Stunden lang eingeschaltet lassen, hat es insgesamt 100 Watt * 10 Stunden = 1.000 Wattstunden verbraucht. Dies entspricht 1 kWh (1 Kilowattstunde).
Bei der Berechnung der Kosten für das vollständige Aufladen des Batteriepakets multiplizieren wir die Kapazität (kWh) mit dem Preis pro kWh. Um zu berechnen, wie viel ein Fahrzeug verbraucht, teilen wir die Kapazität (umgerechnet in Wattstunden) durch die Anzahl der Kilometer, bis der Akku leer ist. In den Spezifikationen von Fahrzeugen ist häufig auch der Verbrauch enthalten Wh/km genannt.
Über die Instrumententafel des Fahrzeugs kann der Verbrauch überwacht werden km/kWh of kWh/100 km angeben. Vergleichbar ist dies mit der unterschiedlichen Darstellung des Verbrauchs des Kraftstoffmotors, nämlich in km/l bzw. l/100 km. Das können wir umsetzen.
Wh/km:
Die HV-Batterie des BMW iX3 hat eine Kapazität von 74 kWh. Der Verbrauch dieses Autos beträgt 192 Wh/km. Dieser gibt an, wie viele Wattstunden (0,001 kWh) das Auto pro Kilometer verbraucht. Mit seiner 3-kWh-Batterie kann der BMW iX74 rund 385 km weit fahren. Der Verbrauch beträgt dann: 74.000 Wh/385 km = 192 Wh/km.
Km/kWh:
Der Verbrauchsmonitor im Kombiinstrument oder Bordcomputer kann den aktuellen oder durchschnittlichen Verbrauch in km/kWh anzeigen. Im Fall des BMW iX3 mit einem Verbrauch von 192 Wh/km können wir diesen Verbrauch umrechnen, indem wir die Zahl 1000 (kWh) durch 192 (Wh) teilen. Das Verhältnis beträgt 5,21. Pro kWh können 5,21 km gefahren werden. Die Instrumententafel zeigt zudem einen Verbrauch von 5,2 km/kWh an. Dabei handelt es sich natürlich um den Durchschnittsverbrauch, der tatsächliche Verbrauch hängt von den Fahrbedingungen ab.
kWh/100km:
Der Verbrauch kann auch in kWh/100 km angezeigt werden. Der BMW iX3 dieses Beispiels verbraucht 74 kWh und kann somit 385 km weit fahren.
- Der Verbrauch beträgt 74 kWh/385 km;
- Wenn wir die Kapazität durch den Bereich dividieren und mit einhundert (74/385*100) multiplizieren, erhalten wir die Zahl: 19,22;
- Das ergibt den Verbrauch: 19,22 kWh/100 km.
Die folgende Tabelle zeigt die Kapazität, Reichweite und den Verbrauch der drei zuvor genannten Autos auf drei verschiedene Arten.
Eine Übersicht mit Beispielen zum Laden von Elektrofahrzeugen finden Sie auf der Seite: Laden von Elektrofahrzeugen beschrieben.
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