Saako tuleva asiakas valita vaihdelaatikon? - Sähköautot - Nyt!

Pointti ei tainnut nyt tulla ihan selväksi.

Täällä lisäillään tehoa jotta saadaan auto kulkemaan isommilla välityksillä. Otatteko huomioon että lisää tehoa tarkoittaa lyhyempää ajomatkaa kaupunkiajossa? Taajamassa ajaessa "jurnutetaan" kovan väännön turvin eteenpäin, joka tarkoittaa sitä että amppeereja menee moottorille ihan tolkuttomasti. Sama kun ajaisin taajamassa bensa autollani kokoajan kolmosella. Auto kulkee kuin liisterissä.

Hieno tuo kommentti "Mutta kun lähtökiihdytys 0-50 km/h kestää vain muuteman sekunnin ajan, niin sähkömoottorista…" Otitko huomioon tuota kirjottaessa että autolla ei aina ajeta kiihdyttämällä sataseen ja pysähtymällä kun ollaan perillä? Suurin osa ajosta varsinkin taajamassa on ryömimistä ja jurnutusta, eli yksivaihteinen autosi olisi aina "lähtökiihdyttämässä".

Kaksivaihteinen laatikko mahdollistaisi etenemisen pienemmällä keskikulutuksella. Miksi käyttää enemmän tehoa kun mitä tarvitaan auton kiihdyttämiseen?

Kaksivaihteinen laatikko nimenomaan mahdollistaisi tuon tehoalueen siirtämisen pienemmälle keskinopeusalueelle. Eli autossa olisi "kaupunkivaihde" ja "maantievaihde" Näin ei tarvitsisi lisätä tehoa jotta auto kiihtyy kaupungissa, päinvastoin moottori ottaa vähemmän virtasia kun ei tarvitse vääntää kuin hullu.

"Maantievaihde" vain mahdollistaisi 100+km/h ajamisen. Toki voitte laittaa tehoa niin jumalattomasti että auto lähtee kakkosella kun hauki rannasta, mutta se tarkoittaa myös sitä että akuista haukataan iso pala jo heti matkan alussa.

Sanokaa toki jos olen täysin hukassa. :) Onhan esim myös Tesla Roadster:issa 2 vaihdetta. Tuskin huvikseen laittaneet?

t:Otto

Siis kyse taitaa nyt olla siitä että moottorin hyötysuhde laskee pienillä kierroksilla hyvin paljon ja suurempi osa sisään syötetystä sähköstä muuttuu silloin lämmöksi liikkeen sijaan? Kyllähän siihen tietty tehokkaampi moottori tavallaan auttaa jos haluaa kiihdyttää nopeammin, mutta yhtä huonosti se akkujen energia muuttuu liikkeeksi jos huonon hyötysuhteen alueella käytetään.

Aika typeräähän se olisi jos järkevälle hyötysuhteelle pääsisi vasta jossain 50km/h-vauhdissa (1-vaihteinen setuppi), menee energiaa aika paljon hukkaan kaupunkiajossa.

olenkohan täysin hakoteillä? :P

Olet kyllä mielestäni ihan oikeassa Otto. Jos on pienitehoinen moottori niin tarvitaan tiheä välitys jotta saadaan lähtöön voimaa. Siitä taas seuraa että moottorissa loppuu kierrokset ja sen takia tarvitaan toinen vaihde isommille nopeuksille.

Tää on tällaista hakemista että mikä sitten on se järkevin yhdistelmä. Onko enemmän etua siitä että on kiinteä välitys riittävän tehokkaalla moottorilla vai siitä että on edullisempi moottori joka sitten vaatii useamman vaihteen.

Kokonaan vaihteistosta ei päästä eroon. Aina tarvitaan jokin välitys moottorin ja renkaan välille. Kyse on vain siitä millainen vaihteisto.

Ja kokonaisuuteen varmaan vaikuttaa myös tuo hyötysuhde. Onko sen takia parempi olla useampi vaihde? Minä en usko että se olisi kuitenkaan olennaisesti vaikuttaisi.

No terveppä terve.. Brusan sähkömoottoreissa on hyötysuhde ALLE 80% alle 500rpm:n. eli se tarkoittaa seuraavaa tuolla Corollan vaihteiston vaihteilla katsottuna: 1. vaihde 3,6 km/h 2. vaihde 6,71 km/h 3. vaihde 9,75 km/h 4. vaihde 13,18 km/h 5. vaihde 15,67 km/h Näistä paras oli siis tuo vaihde 2. sillä pääsee maximissaan 140km/h.

1000 rpm:ssa hyötysuhde nousee jo yli 90%. (eli tuplaa noi aikasemmat arvot)

Bensa-autoilla 2/3 energiasta menee suoraan lämmöksi ja kuinka paljon siitä saadaan talteen? Ja jarrutuksessa sekin liike-energia muuttuu jarruissa lämmöksi. Sitten vielä Corollan omat käyrät:

Antti

Teslaan tulee vain yksi vaihde.

Teslan sivuilta (http://www.teslamotors.com/media/press_room.php?id=803):

"As communicated previously, early production units will be equipped with an interim transmission that meets durability requirements but limits acceleration to 5.7 seconds from 0 to 60 mph. Separately, Tesla Motors engineers have designed a permanent solution for mass production that supports the original specification of 0 to 60 mph in 4 seconds.

The planned solution has some very positive benefits for our customers. Instead of a complex 2-speed transmission design, Tesla will achieve the original performance goals with a simpler one-speed unit mated to a higher rated Power Electronics Module (PEM.) The existing motor will be modified to have advanced cooling capabilities to handle the additional power. The permanent transmission unit will be engineered to handle the higher torque of the powertrain."

-vikke

Ajettaessa polttomoottoriautolla kaupunkiajoa luulisi äkkiseltään, että kokonaistaloudellisesti olisi kaikkein edullisinta lähteä liikkeelle hitaasti kiihdyttämällä pienillä vaihteilla, jolloin moottori toimisi aina parhaalla hyötysuhdealueella. Mutta asia on juuri päinvastoin. Pitää kiihdyttää mahdollisimman rivakasti ja käyttää aina mahdollisimman suuria vaihteita ja pieniä kierroksia. Pienessä alamäessä kehoitetaan lähtemään kolmosella jos moottorissa riittää vääntöä. Heti kun haluttu nopeus on saavutettu vapautetaan kaasupoljin. Tämä viimeksimainittu on erityisen tärkeää ruikutusmoottoreilla, koska silloin polttoaineen kulutus putoaa nollaan. Turhaa vaihtamista pitää välttää, koska aina vaihdettaessa kiihdytys hetkellisesti keskeytyy. Eli bensa-autolla pitää ajaa kaupungissa mahdollisimman paljon kolmosella, nelosella ja jopa viitosella ja rullata kaasupoljin ylhäällä. Se voi tuntua alkuun tahmealta, mutta polttoainetta säästyy tuntuvasti.

Mitä tapahtuu jos sähkömoottorilla noudattaa samoja taloudellisen ajon sääntöjä? Kun lähdetään liikkeelle isolla vaihteella ja ripeällä kiihdytyksellä kuluu tosin muuteman sekunnin ajan enemmän energiaa, koska sähkömoottori ei toimi parhaalla hyötysuhteella, mutta kun vaihtaminen jää kiihdytysvaiheessa pois ja kun kiihdytyksen jälkeen heti nostaa kaasupolkimen ylös ja antaa auton rullata, niin eikö silloin käy ihan samalla tavalla kuin ruiskutusmoottorissa, eli sähkönkulutus putoaa nollaan tai moottori alkaa toimia jopa generaattorina. Jos sensijaan kiihdyttää pienellä vaihteella hitaasti "ampeereja säästellen", niin tuota kokonaisenergian kulutuksen kannalta tärkeätä rullausvaihetta ei koskaan tule. Kuorma-autoa joskus ajaneet tietävät, miksi auton kannattaa antaa rullata mahdollisimman paljon, koska silloin dieselin kulutus putoaa 50L/100km:sta nollaan!

En ole koskaan ajanut sähköautolla, joten minulla ei ole minkäänlaista perstuntumaa siitä, millainen ajotapa säästää eniten akkuja. Polttomoottoriautoissa 1-vaihde on yleensä lähes tarpeeton ja epätaloudellinen vaihde, jota tarvitaan vain mäkilähdöissä tms. vaikeissa paikoissa, mutta ehkä sähköautossa se
on tarpeen.

McArttu

"Jos sensijaan kiihdyttää pienellä vaihteella hitaasti "ampeereja säästellen""

Pienen vaihteen ideana olisi juuri se että kiihdytetään ripeästi tavoitenopeuteen. Amppeereja pitäisi kaiken järjen mukaan mennä vähemmän koska vääntöä tarvitaan vähemmän moottorilta, huippunopeuden kustannuksella toki.

"Bensa-autoilla 2/3 energiasta menee suoraan lämmöksi ja kuinka paljon siitä saadaan talteen?"

Ei mitään. Mutta kyllä sähkömoottorikin saadaa hukkaamaan tehoa. Hyötysuhteesta senverran että, onko sillä väliä onko hyötysuhde 70 vai 80% jos moottorille syötetään 300+Amppeeria sensiaan että huippunopeuden kustannuksella voitaisiin päästä vähemmällä? Puhumattakaan kuinka ihanaa peräkäryn vetämisestä tulee kaupunkiajossa, jos autossa on vain yksi vaihde.

Tietysti jos moottori on vaihtovirtamoottori jonka kierrosluku perustuu taajuuteen. Silloinhan yksi vaihde toimii hienosti koska moottorin kierroslukua voidaan aina nostaa. Tasavirtamoottorilla jännite määrää kierrosluvun. Jännitteen nostaminen samaa tarkoitusta ajatellen onkin sitten kinkkisempi juttu, koska matalemmalla jännitteellä amppeerit nousee. Ja amppeerit on ne jotka sitä akkua tyhjentää ja johtoja lämmittä.

Tietysti millään näistä ei ole mitään merkitystä staattisessa ajossa. Mutta kun sillä autolla täytyy pysähtyä sadan metrin välein. Kaupunkiajossa jäädää helposti alle 30km/h keskinopeuteen.

Mutta enpä tiedä, kai te fiksummat olette asiaa pähkäilleet. :) Mielestäni tehon lisääminen ei ole oikea ratkaisu saada lisää vetovoimaa renkaille. Mielestäni toinen vaihde olisi oiva tapa saada moottori operoimaan eri keskinopeudella.

Tesla on huono vertailukohde koska se on urheiluauto. Lisäksi että se on huomattavasti kevyempi niin sillä ei kiskota peräkärryjä, eikä möngitä ruuhkaisilla kehäteillä.

t:Otto

Vaikuttaisi sopivilta pieneen kaupunkiautoon. Olisiko noissa parempi saatavuus kuin niissä Evisoli:n kiteissä?

Hyötysuhteesta senverran että, onko sillä väliä onko hyötysuhde 70 vai 80% jos moottorille syötetään 300+Amppeeria sensiaan että huippunopeuden kustannuksella voitaisiin päästä vähemmällä?

Ei se ihan niin toimi. Jos autossa on 6 litrainen bensamoottori, niin se syö sikana polttoainetta vaikka ajelisi 50km/h tasaista vauhtia.
Sen sijaan sähkönkulutukseen ei ole mitään väliä onko auto 50kW vai 100kW moottorilla, molemmista otetaan tehoa irti (ja laitetaan ampeereja sisään) sen verran kuin tilanne vaatii.

-Ryynänen-

Auto tarvitsee energiaa kiihdyttämiseen, mäkien nousuun ja vastusten voittamiseen, ei muuhun. Energiaa hukkuu vastuksiin, ja jarruihin.

Sähköauton energiankulutusta voinee ajatella energiataseen avulla. Kiihdytykseen käytetty energia saadaan takaisin "moottorijarrutuksessa", samoin mäen nousuun käytetty energia, kun mäki ajetaan alaspäin. Vastusten voittamiseen käytettyä energiaa ei saada takaisin. Vastukset kannattaa siis pitää mahdollisimman pieninä; ajaa mahdollisimman hitaasti, olla käyttämättä pyöräjarruja ja välttää huonon hyötysuhteen kierroslukualuetta. Kuormituksen vaikutus akun hyötysuhteeseen pitää tietää ja välttää huonon hyötysuhteen aluetta. En tiedä vaikuttaako akun kuormitus sen hyötysuhteeseen.

Muilla tekijöillä ei pitäisi olla merkitystä. Ei ampeereilla eikä kiihdytykseen käytetyllä teholla, edellä mainitut seikat huomioiden.

Lyijyakuilla on nk. Peukertin tehokuusluku, joka on yleensä 1,1 -1,3.

Tämä tarkoittaa sitä, että mitä suuremmalla virralla akkua puretaan, sitä vähemmän ampeeritunteja siitä saa ulos.

Litiumakuilla ei ole vastaavaa efektiä. Näistä akuista saa lähes 100% sen ampeerituntimäärän, mitä sisään laitetaan. Tosin jos se tehdään vakiovirralla, joka on merkittävä, niin akun jännitekäyttäytyminen estää akut täysin purkautumisen. Kun taas latauksessa sallitaan pienempi virtamäärä loppulatauksessa. Näin survitaan tehokkaasti wattituntihyötysuhteen vuoksi energiaa lämmöksi. Wh hyötysuhde on yleensä 85-95%. Kemista ja valmistajasta riippuen.

Sähköauton ajomatkan kannalta (maantiellä) on ehdottoman tärkeää saada vastukset pieniksi. Ilmanvastus on merkittävin ja sitten tulee renkaat ja jarrut.

Hyvällä alustalla, jossa on mekaniikka kohdallaan ja aerodynamiikkaa pikkusen mietitty (pienet urheiluautot) saadaan alle 120 km/h vaudeissa aika hyviä lukuja. Paitsi, jos auotssa on 335/35 R21 renkaat.. Siitä taas sitten ylöspäin mentäessa alkaa down forcet vaikuttamaan vastuksiin.

Kevyt, pieni auto on hyvä kaupungissa, mutta turvattoman oloinen. Kyllähän se massa ja koko luo turvallisuutta. Siitä ei mihinkään pääse. Siksi voisi olla hyvä idea valmistaa vain nokallisia rekan nuppeja, joihin asennetaan 1 MW moottoritehoa. ( no olishan se kivaa kiusata vuorostaan SUVi kuskeja :)

Moottorijarrutuksen hyötysuhde on ollut lyijyakuilla aika surkeaa. Joku jossain mittasi joskus, että noin 10%. Omat mittaukseni on Berlingolla olleet aivan toista luokkaa.

Tiukka kiihdytys ja heti moottorijarrutus pysähdyksiin heilautti mittaria 1,3 Ah ensin tyhjemmäksi ja jarrutus toi 0,7 Ah takaisin. Tämä DC-tekniikalla…

Uskon vakaasti, että eCorollan luvut saa aikaiseksi huimauskohtauksia "ICE-kapitaalin" (aka polttomoottoriteollisuuden) porukoissa.

-Jukka

Viimeksi muokattu 26 Apr 2008 09:46 luonut mfb4242 Näytä lisää

Kuinka sattuikaan, aiheeseen liittyvä laskelma tuli esiin Mekatroniikan kurssilla. Väite kuuluu, että kun DC servolla ajetaan kuormaa, kiinteän vaihteiston optimi välityssuhde riippuu moottorin puolen pyörivien osien ja vaihteiston ulosottopuolelle redusoidun massa hitaudesta siten, että:

J_kuorma / J_moottori = välityssuhde^2

Eli kun tunnetaan auton massa ja renkaan koko, sekä differentiaalipyörästön välityssuhde, niin voidaan laskea kuinka suuri massan hitaus eli inertia vaikuttaa kardaaniakselin päässä. Moottorin tiedot saadaan valmistajalta kysymällä ja tämän jälkeen lasketaan triviaalisti, mikä on tarvittava välityssuhde. ( n : 1)

Tästä sitten tehdään kompromissi suuntaan tai toiseen, riippuen saavutetaanko sillä vaadittu huippunopeus vai ei. Mikäli mahdollista, valitaan moottori jonka kierroslukualue yltää korkeammalle, tai lasketaan välityssuhdetta, jolloin hyötysuhde heikkenee. Varmuusvaraa kannattaa tietenkin jättää jollain kertoimella, ettei auto hyydy vastatuuleen tai ylämäkeen.

Lisäksi on tietenkin hyvä laskea etenemiseen vaadittava teho nopeuden suhteen, ja verrata tätä moottorin tehokäyrään. Tämä voidaan laskea kun tiedetään auton ilmanvastuskerroin (saadaan toivottavasti valmistajalta), sekä vierintävastus.

DC moottorin tehohuippu on puolessa välissä kierroslukualuetta kun lähdetään kiihdyttämään maksimijännitteellä ja niin isolla virralla kun se haluaa ottaa. Teho nousee ja laskee alaspäin aukeavan paraabelin mallisesti, samalla kun etenemiseen tarvittava teho nousee eksponentiaalisesti, eli auton todellinen huippunopeus asettuu siihen pisteeseen, jossa etenemiseen tarvittavan tehon käyrä leikkaa moottorin tehokäyrän.

Moottorin hyötysuhde puolestaan nousee mitä korkeampia kierroksia käytetään, joten mikäli näyttää että nopeutta tulee riittävästi, voidaan välityssuhdetta kasvattaa ja näin säästää kaupunkiajossa.

"Miltäs tämä Azuredynamicsin paketti näyttää (ottivat itse meihin yhteyttä luettuaan hankkeesta jostain."

Elektroniikka rintamalta mitään uusia uutisia tai protoon tulleita tai tulevia ratkaisuja? Brusan tuotteita kun joskus noin vuosi sitten löysin jostain hintatietoa ecorollaankin joskus kaavaillulle moottori mallille niin se oli noin 10ke/kpl, kontrollerit samaa luokkaa. Nytten sivulle näkyy tulleen jonkunlainen uusi pakettikin tuon kovemmat lukemat omaavan moottorin kanssa: http://www.brusa.biz/products/e_motor__hsm6.17.12_transaxle412.htm

Singlespeed ja differential incl mm lukee mutta eihän tuo nyt ole joku jaetun voimansiirron hypriidi kammotus?

Suuntaa antavia uudempia hinta-arvioita noista?

Ja aiheessa pysyen. Ei vaihteistoa vieläkään kiitos. Eikä liikaa painoarvoa oikealle kaupunkiajolle mitä suomessa ei juuri ole eikä millekkään peräkärryn vetämisille ominaisuuksia mitoittaessa ensimmäisiin protoihin. Jos nyt ajatellaan vaikka edellämainittuja brusan laitteita niin eikös hyötysuhde edellämainitusti tosiaankin asetu kiinteällä "vaihteella" aika korkealle esim nopeusalueella 30-120, jos välitys on järkevä? Jos akkupaketin jännite on sopiva ja amppeereita ei edes hetkellisesti tarvita ns liikaa ja potku riittää osapuilleen suuremmillakin nopeuksilla niin eihän se toisesta tai useammasta vaihteesta saatu hyöty voi olla merkittävä suhteessa haittaan. Ymmärtääkseni hidas ajo ja liikkeellelähdöt eivät ole erityisen kuormittavia jos vaan hyötysuhde on korkealla ja ylipäätään liikkeelle päästään. Ihan sama kuluuko amppeereita paljon taikka vähemmän paljon jos hyötysuhde on kova niin paljon paremmaksi ei voi päästä. Ilmoitettu nominal speedihän on edellisessä noin 1/3 kierrosaluetta mutta yläpuolellakin käyrät käyttäytyvät ihan mukavasti.

Polttomoottori autoni haluan ha-käytössä luonnollisesti täysin manuaalivaihteisena, kyseessä ei ole mikään vaihteistopelko.