Bike-by-wire. So sieht echter Fortschritt aus!

@labella-baron : Auch nur halb richtig. Die reinen Leitungsverluste steigen im Quadrat weil P=R*I². Dennoch haben auch E-Motoren Schlepp- und Eisen/Magnetisierungsverluste.
Das ist schon zu 90% richtig, denn diese Verluste hat man hauptsächlich bei hoher Drehzahl - haben wir diese wenn wir mit 90U/min pedalieren?
Z.b. braucht ein Emrax 228 bei 6000U/min knapp 3000W im Leerlauf. Der Wirkungsgrad erreicht aber knapp 94% bei 70kW.
Du meinst also 70 kW wäre eine passende Größenordnung für unsere Antriebsfälle :sneaky:
Das heißt das die Leistungsabhängigen Verluste, vorallem Leitungsverluste die du erwähnst, keine 2% ausmachen, also deutlich kleiner sind als die Leerlaufverluste.
Ich schrieb nichts von Leitungen sondern:
die Verluste steigen je höher der Strom in den Wicklungen wird
Und dass er in den Wicklungen oft ein Vielfaches gegenüber dem Strom in den Verbindungsleitungen hat, wirst du ja wohl wissen.
 
Screenshot from 2022-05-10 13-22-12.png
(aus: https://www.thieme-connect.com/products/ejournals/pdf/10.1055/s-2008-1025887.pdf)
(via: https://www.germanjournalsportsmedi..._Boening_Wirkungsgrad_Muskelarbeit_9-2017.pdf)

Hat natürlich schon mal jemand untersucht. Ist jetzt vermutlich nicht verwunderlich, dass das auch wieder von der Leistung abhängt. Bei solchen Studien ist allerdings immer die Sample Größe relativ klein ... ist nicht "100 Leute haben wir gefragt" ... hier warens 9 trainierte, 6 untrainierte. Haben nicht mal Fehlerbalken an den Zahlen dran :rolleyes:

Jetzt bräuchte man ein Produkt, dass die ganze Zeit Ein- und Ausgangsleistung und Drehzahl misst und das dann für einen individuell optimiert ;-)

Ist wohl auch indviduell sehr unterschiedlich - siehe Jan Ullrich.
Auf jeden Fall, am Ende tritt man ja sowieso so wie man sich am wohlsten fühlt.
 
Das ist schon zu 90% richtig, denn diese Verluste hat man hauptsächlich bei hoher Drehzahl - haben wir diese wenn wir mit 90U/min pedalieren?

Du meinst also 70 kW wäre eine passende Größenordnung für unsere Antriebsfälle :sneaky:

Ich schrieb nichts von Leitungen sondern:

Und dass er in den Wicklungen oft ein Vielfaches gegenüber dem Strom in den Verbindungsleitungen hat, wirst du ja wohl wissen.
Du weiß schon, dass der Motor da nicht mit 90U/min rotiert? Und selbst wenn er so gebaut ist, dass er das tut, hat er so viele Pole, das die Ummagnetisierungs/Eisenverluste wieder nennenswert werden.
Der Emrax aus dem Beispiel ist nur gewählt, weil ich sehr gute Messdaten von diesem habe und nicht nur raten muss.

Und niedrigere Trittgeschwindigkeit ist im Regelfall effizienter, bis zu einem gewissen Level. Meist so um die 55-60RPM. Das liegt daran, dass der Anteil der Typ1 Fasern größer wird. Dafür steht aber deutlich weniger Power zur Verfügung. Das ist aber der Grund, warum man beim "rumgondeln" zu niedrigeren Trittfrequenzen tendiert und im Rennen zu höheren. Der Körper passt das von Allein an. Aber dei "Wohlfühltrittfrequenz" ist laut mehreren Studien im Regelfall auch die optimale. Die ist bei jedem etwas anders, weil die Zusammensetzung der Muskelfasern, Körpermaße usw anders ist.

@fho : Klar ist das wieder stark Leistungsabhängig. Auch unser Körper hat bei "einfach nur bewegen" halt "Schleppverluste". 22-25% ist aber das obere Limit, das unser Körper realisieren kann. Wobei 25% von "Nahrung oben rein" bis zu "Leistung unten raus" ist für einen Verbrenner schon wirklich gut.

Gruß,
Patrick
 
Du weiß schon, dass der Motor da nicht mit 90U/min rotiert?
Ja:
Trittfrequenz 90U/min, eigentlicher Generator vermutlich z.B. 4410U/min, folglich Getriebefaktor = 49
Die sind aber im wesentlichen während des Betrieb gleich hoch, da keiner mit 30U/min treten wird.
Und selbst wenn er so gebaut ist, dass er das tut, hat er so viele Pole, das die Ummagnetisierungs/Eisenverluste wieder nennenswert werden.
Z.B. bei einem bekannten Direktläufer:
Leerlaufverluste BionX.jpg
Ja, dort gibt es auch eine leicht-quadratische Abhängigkeit von der Drehzahl, aber viel geringer als die quadratische vom Motorstrom bzw. Drehmoment.
 
Bei 100W Ausgangsleistung fallen also bei höheren Geschwindigkeiten bereits 25% durch Leerlaufverluste ab. Ich finde das durchaus erheblich. Die Leiterverluste sind, wie oben gesagt, zwar schneller ansteigend, aber im Bereich der Nennleistung vergleichsweise niedrig zu den anderen Verlusten.
Und auf nix anderes wollte ich hinaus...
 
Wenn wir jetzt wirklich bei Elektromotoren angekommen sind. Bin kein Experte, aber solche Graphen findet man relativ oft:
35146_2019_136_Fig1_HTML.jpg


Effizienz hängt also nicht nur einfach von Drehzahl oder Drehmoment ab und damit auch nicht einfach von der Leistung ... ist alles etwas komplexer. Das ist natürlich jetzt für einen speziellen Motor, aber die Graphen die man so findet sehen eigentlich immer ähnlich aus.

Wenn man da jetzt ne relativ gerade Linie drüber legt und Drehzahl*Drehmoment=Leistung auf die x-Achse und die Effizienz auf die y-Achse legt kommt man bei den Plots raus die man sonst so findet:

EFFICIENCY.jpg

Was ich sagen will: ist alles kompliziert und von den jeweiligen Motoren (sei es E- oder Bio-) abhängig. Ist die Frage ob es überhaupt Sinn macht hier aneinander vorbei zu reden wenn man keinen konkreten Anwendungsfall hat ;-)
 
Zuletzt bearbeitet:
Da gibts dann mittlerweile auch eine Fraktion die sagt man solle doch bitte rein elektrisch mitm Rad zur Arbeit fahren weil das (im Idealfall mit Solar geladen) besser für die Umwelt ist als wenn man die Energie durch Nahrung aufnehmen muss.
Da gibt es (in Deutschland; die Zahlen dürften sich aber auch in den Nachbarländern nicht um Dimensionen unterscheiden) auch eine Fraktion von ca. 2/3 der männlichen und ca. 1/2 der weiblichen Bevölkerung, die aufgrund von Übergewicht für das Radfahren gar keine zusätzlichen Kalorien zuführen brauchen, da sie schon genug davon mit sich führen... (ich gehöre laut gängiger Definition von BMI>25 wohl auch dazu :rolleyes:)...
 
Das ist natürlich jetzt für einen speziellen Motor, aber die Graphen die man so findet sehen eigentlich immer ähnlich aus.
So so, 4800U/min = 80U/sek * 200Nm = 16000W = 16kW.
Vielleicht suchst du mal was für unseren Fall mit einem fünfzigsten der Leistung, also 320W. Ob da dann immer noch ein eta von 95% herauskommt.
 
Das ist schon zu 90% richtig, denn diese Verluste hat man hauptsächlich bei hoher Drehzahl - haben wir diese wenn wir mit 90U/min pedalieren?
Aber deshalb haben doch manche dieser Antriebe noch eine vorgeschaltete mechanische Übersetzung, und vielleicht sogar eine nachgeschaltete (dann wohl eher Untersetzung).

Beispiel: der oben gezeigte Eigenbau, aber auch das Frikar, bei dem der Generator bekanntlich über einen Zahnriemen angetrieben wird. Und ob es in den beiden Motoren des Frikar nochmal Platenengetriebe gibt, wissen wir nicht. Aber unüblich ist sowas ja bei Pedelecs nicht (bzw war es nicht).
 
So so, 4800U/min = 80U/sek * 200Nm = 16000W = 16kW.
Vielleicht suchst du mal was für unseren Fall mit einem fünfzigsten der Leistung, also 320W. Ob da dann immer noch ein eta von 95% herauskommt.
Ok, das war wohl etwas missverständlich. Das oben ist auch für einen x-beliebigen Motor und das erste was ich in der Bildsuche gefunden hab.

Wie ich weiter oben (glaube ich?) schon geschrieben habe sind große Motoren halt einfach effizienter als kleine.

Mir ging's eher darum darauf hinzuweisen, das die ganze Effizienzkiste deutlich komplizierter ist als "Elektromotoren sind 80% effizient".
 
Je größer der Motor, um so wichtiger ist eine bessere Effizienz.

Ist das nicht sogar baubedingt so? Les ich zumindest immer ... Größer = Effizienter ... Einfach weil die ganzen Ineffizienzen nicht gleich schnell mitwachsen.

ZB ist ein 1 mm Spalt zwischen Rotor und Stator bei einem 10 cm Motor relativ großer als bei einem Motor mit 1 m Durchmesser.
 
Aber ... um mal in Camp "es ist kompliziert" zu bleiben: Ein etwas kleinerer Motor kann, mit Übersetzung und daher größerer Drehzahl, auch wieder effizienter sein als ein Großer ohne Übersetzung ... o_O

Aber dann will man wieder DirectDrive ohne Übersetzung haben ... weil dann nichts in der Übersetzung verloren geht ... etc etc etc ...

Ich glaub da kann man viel theorisieren ... solange man am Anfang einmal die Zahlen grob übern Daumen peilt und am Ende irgendwas bei rumkommt was einigermaßen so funktioniert wie man sich das gedacht hat hat man schon was gewonnen.
 
Ich glaub da kann man viel theorisieren ... solange man am Anfang einmal die Zahlen grob übern Daumen peilt und am Ende irgendwas bei rumkommt was einigermaßen so funktioniert wie man sich das gedacht hat hat man schon was gewonnen.
Genau das ;)

Pi mal Daumen:
Soll es haltbar sein -> wird es groß und schwer.
Soll es leicht sein -> wird es nicht so lange halten.

Die Effizienz ist bei beiden Systemen ungefähr gleich aber (für mich) auch uninteressant.

Gruß Jörg
 
Da gibt es […] auch eine Fraktion […], die aufgrund von Übergewicht für das Radfahren gar keine zusätzlichen Kalorien zuführen brauchen, da sie schon genug davon mit sich führen...
Ja, so ist es dann die Theorie. In der Praxis bekomme ich vom Radfahren trotzdem ganz ordentlich Hunger/Appetit und esse vermutlich mehr zusätzlich, als ich zusätzlich verbraucht habe. Durch's Radfahren dicker werden. o_O Dann wäre ich elektrisch aus Photovoltaik effizienter unterwegs. Mit allen Neben-Verbräuchen von Transport und Herstellung von Nahrungsmitteln wäre wahrscheinlich auch die Herstellung des Akkus schnell aufgewogen.
Möchte man die Pedale für die Fitness sowieso treten, ist es aber natürlich besser, diese Leistung effizient einzusetzen und die elektrische Unterstützung soweit möglich einzusparen.
 
Motor links : 5,5kW , 12,9kg
Motor rechts : 69kW, 12,3kg
Von der Haltbarkeit nehmen die sich nix. Links ist n Heinzmann-Motor, also kein Schrott. Der rechte Motor hat aber sogar ne Zulassung für den Einbau im Flugzeug.

Die pauschale Aussage das Haltbar=schwer und leicht=wenig haltbar ist, ist quatsch. Das hat man früher auch bei den Velomobilen gesagt, als n Quest noch 35kg hatte und Daniel mit 20kg um die Ecke kam. Am Ende zeigte sich : Die leichteren waren sogar haltbarer, einfach weil besseres Material und durchdachter konstruiert.
 

Anhänge

  • Emrax228_Heinzmann PSM120L.jpg
    Emrax228_Heinzmann PSM120L.jpg
    224 KB · Aufrufe: 28
Zurück
Oben Unten