Natürlich sind die KW nicht egal, immerhin ist das die LEISTUNG. Die ist das Produkt aus Drehmoment und Drehzahl. Und genau deshalb verwendet man Getriebe. E-Motoren haben auch einen Drehmomentverlauf. Und man ist im Moment begrenzt, da das vom Strom abhängig ist, und die Motorwicklungen irgendwann durchbrennen würden. Und ein begrenztes Moment bei sehr geringer Drehzahl gibt eine gringe Leistung. Deshalb ist ein Getriebe nicht so uninteressant, vor allem, wenn man vllt. doch einen (nicht so toll geeigneten) Asynchronmotor nimmt, den man dann auch nicht komplett Stufenlos betreiben kann, sondern irgendwo zwischen 20 und 100 Hz.
Der Umrichtertyp muss dann halt zum Motor passen, und dann sieht man ja, ob man dafür ein Getriebe braucht.
Wir haben so chinesische Radnabenmotoren verwendet, permanentmagneterregte Synchronmaschinen. Hatten immer schöne Anfahrschwächen aus dem Stand, siehe oben. Und ab einer gewissen Drehzahl, hat einfach die Spannung gefehlt, um noch mehr rauszuholen. Vielleicht wäre ein Reihenschlussmotor interessant, hat man früher in Straßenbahn & co. verwendet. Ist halt nicht verschleißfrei (Motorkohlen) und nicht so EMV verträglich (Bürstenfeuer).
Wofür man viele KW braucht, ist es auf der Autobahn zu rasen. Die Leistung benötigt man einfach zum Überwinden des Luftwiderstandes (und auch der Reibung).
Zum Gewicht bergauf schleppen braucht man auch viel Leistung. Ich meine aber nicht ganz so viel.
Ich denke, mit 40kW ist man gut dabei, aber wie geagt, das hängt vom Drehmomentverlauf bzw. Leistungsverlauf ab, wie man das nutzen kann. Mit Getriebe bestimmt einfacher, aber wohl nicht nötig.
Das kann man echt schwer pauschalisieren, Elektromotoren sind genau wie Verbrennungsmotoren eine Wissenschaft für sich (die Form der Wicklungsnuten, deren Lage z.B., das ist ähnlich wichtig wie Brennraumform und Verdichtungsverhältnis beim Verbrenner).
Zum Akku:
Die GBS Batterien mit den 4 kleinen Schrauben pro Pol waren gut, dazu gabs auch so Ladebalancermodule zum draufschrauben (Überspannung verheizen, Alarm bei Über- und Unterspannung). Kosten halt Geld.
Hybrid:
Hybrid ist interessant, weil man weit weniger Akku braucht. Und der kostet. Also gerade die Range-Extender Hybride.
Ein Range-Extender Hybrid ist interessant, damit lät man nur mit einem kleinen Generator den Akku nach. Quasi selbstladend, nur hat der Generator-Motor einen besseren Wirkungsgrad, weil er immer auf Optimaldrehzahl läuft.
Und beim Audi wäre noch ein Parallelhybrid interessant, also ein "Hilfsmotor" quasi. Man könnte nämlich Quattro eine Fronti-Hinterachse einbauen, und statt der Kardanwelle einen Motor an den Kardanwellenausgang hängen (Mitteldiff sperren). Dann könnte man direkt am Antriebsstrang beim Abbremsen die Bewegungsenergie in el. Energie umwandeln und die Akkus laden, und bei "ungünstigen" Drehzahlen des V-Motors könnte man mit dem E-Motor nachhelfen, ebenso bei Vollast. Dafür benötigt man dann nur eher kleine Pufferbatterien. Und ausgekuppelt könnte man rein elektrisch fahren. Ist halt etwas tricky zu steuern.
Zum Auto:
Der Typ-44 ist gar nicht so schwer. Schön groß ist er auch. Für die Größe ist er leicht und hat auch einen guten CW-Wert. Ist halt eine labbrig weiche Karosserie (so what).
So overall wirds schwer, das dicke Auto kostengünstig zu mobilisieren. Nicht umsonst sind die meisten E-Autos so Minikackdinger (Twizzy...).
Dafür braucht man einfach Leistung und Akku. Sonst wird das eher schneckig und kurz von der Reichweite.
Rechnen wir mal:
Wir wollen 10% Steigung mit 80 kmh fahren. Macht 8000 Höhenmeter in 3600 Sekunden, also 2,2 m/s. Nehmen wir an, die Gurke hat mit Fahrer und Fracht 1500kg.
E = m*g*h, also P = m*g*h(t), P = 1500 kg * 9,81 m/s² * 2,2 m/s = 32373 kg*m²/s³
Was ca. 32 kW entspricht. Die Leistung benötigt man also zum "klettern", nur für die Hubarbeit, ohne Luftwiderstand, ohne Reibungsverluste.
Der Typ44 hat einen CW Wert von 0,3. 1,8m ist die Gurke breit, 1,4m hoch. Weiß der Geier, ob sie die 0,3 auf dieses Quadrat der Maximalabmessungen, oder auf die echte Frontquerschnittsfläche (die näherungswiese eher 1,5m Breite x 1,3m Höhe entspricht) gerechnet haben. Macht 2,52m² im ersten Fall, 1,95m² im zweiten Fall. Rechnen wir mit 2m², die paar % machens ja nicht aus. Luftdichte sind roundabout 1,2 kg/m³. Unsere 80 km/h sind jetzt 22,2m/s
Die Luftwiderstandskraft Fw = Cw * A * 1/2 * Luftdichte * v²
Arbeit ist Kraft x Weg, Leistung ist daher Kraft x Geschwindigkeit. P_luft = Cw * A * 1/2 * Luftdichte * v³ = 0,3 x 2 m² * 0,5 * 1,2 kg/m³ * 22,2*22,2*22,2 m³/s³ = 3939 kg*m²/s³
Das sind etwa 4 kW
Bei 40m/s (144km/h) wären das 23 kW
Nun mit 40kW können wir also mit 80 km/h 10% bergauf fahren, oder mit 144 km/h 5% - Reibung und sonstiges, was einem noch einfallen könnte (was denn, Vorschläge?) vernachlässigt.
Jetzt rechnen wir noch 10% für Reibungsverluste drauf (weiß der Geier, wie man die berechnet, wohl irgendwie über die Schleppverluste am Leistungsprüfstand?), und nochmal 10% Reserve, weil irgendwie wollen wir ja noch beschleunigen auch.
Man sieht also, mit (echten, optimal ausgenutzten) 50kW kann mach sich souverän fortbewegen.
Der 5-Zylinder hat diese Leistung bei ca. 3000 rpm unter Volllast, bei so ca. 4000-4500 rpm kurz-vor-Vollastschalter - wohl der Grund, warum der 2,3E auch soweit souverän wirkt im 80/90/100er.
edit: Rechnen wir noch die Leistung für ein Drag von 0 auf 100. Angenommen wir wollen von 0 auf 100 in 12 Sekunden, so ist das 1/300 Stunde. E = m*v²/h, also 1500kg * 27,8m/s^2, macht ca. 580J, was 0,16 kWh sind. Und diese 0,16 kWh muss man in 12 Sekunden, also 1/300 Stunde, aufbringen. In einer Stunde würde man das mit 0,16 kW schaffen, in 1/300 Stunde demnach mit 48 kW. Da sind wir wieder bei den 50kW. Bei 100km/h benötigen wir ca. 8 kW zur Überwindung des Luftwiderstandes, wobei der ja erst bei hoher Geschwindigkeit gegen Ende signifikant merkbar wird. Dann haben wir noch div. Reibungsverluste. Also werden es mit 50 kW die 12 Sekunden nicht ganz werden, so die ~14 Sekunden von ABT und TDI wird man wohl schaffen. Wohl gemerkt: Wenn man es schafft, den Elektromotor sehr ideal zu betreiben, damit man über das ganze Drehzahlband seine 50kW hat. /edit
So, weiter zum Akku. Eine Volllaststunde sollte man schon mitführen, um eine brauchbare Reichweite zu haben. Wenn man normal fährt, wird man damit ein paar Stunden auskommen. Vielleicht reicht auch nur 1/2 Volllaststunde im "Tank", wenn man nicht so weit fahrt, nicht so schnell fahren will (siehe oben, v³), wenn man keine Berge erklimmen möchte (siehe Hubarbeit).
Macht aber immer noch 25 kWh bei der halben Volllaststunde. Dazu kommen dann noch die ~40A (bei 12V), die die Lichtanlage, Lüftung etc. braucht. Kommt auf 500W, wenn man jetzt Umwandlungsverluste und noch so Zeug wie Frequenzumrichterverluste dazu nimmt, ist man schnell bei 1kW. Heizung exklusive, die ist ein böses Kapitel, die frisst richtig Leistung. Am besten Warm anziehen. Frontscheibenheizung gibts für den tÜV, in der Praxis dürfte das eher traurig sein. Wobei, ein 3kW Heizregister dürfte funktionieren (wären so 1,5 handelsübliche Heizlüfter).
So, diese 50kW Motorliestung sind die Abgabe, nicht die Aufnahme. Mehr als 75% Wirkungsgrad gib ich den Motoren nicht. Macht 67 kW Aufnahme, plus die ~ 4 kW für Licht und Heizung von oben (wobei man die Heizung einschränken könnte, das Licht nicht so, wobei das ja eine eher vernachlässigbare Größe ist... LED würde schon Sinn machen, wenn man dürfte...).
Nun sind wir also bei 70 kW angelangt, die wir bei Volllast brauchen. Wollen wir zumindest eine Volllaststunde mitführen, sind wir bei 35 kWh. Bei 144V wären das 243 Ah.
Wenn wir in Anbetracht dieser Größe nun ein 144V System wählen, mit 200Ah, also 2 100Ah Batteriestränge parallel, dann benötigen wir pro Strang immer noch einige Akkus. 3,2V haben die LiFePo Nennspannung, das macht 45 Akkus pro Strang.
Also 90 Stück 100Ah LiFePo Zellen. Mit ca. 29 kWh Inhalt, also ca. 25 "Volllastminuten".
Einer Zelle 100Ah Zelle kostet so 150 $=€, 10€ für den "Überladeschutz", macht ca. 15.000€ für die Akkus, ohne Ladegerät oder "intelligenter" Überwachung.
http://www.batteryspace.com/li…wh-un38-3-passed-dgr.aspx
Wenn ich mich jetzt an den Fleck und seinen 2x 28kW Motor samt Controller halte, wird das Motor-Controller Package inkl. Kabel (damn unterschätz das nicht, 50kW @ 144V sind 350A Gleichstrom, be afraid, be very afraid, dieser Lichtbogen tötet!) irgendwo um die 10.000€ kosten.
Mit Servopumpe, Zuheizern, BKV, div. Elektrik etc. versemmelt man sicher nochmal 2500€.
Weitere 2500€ budgetierst du für diversen Kleinscheiß und kleinere Dienstleistungen, sowie allgemeine Instandhaltung. Die sind schnell weg, wirst sehen.
Dann bist du mal bei 30.000€ Material.
Ohne Dienstlseitungen, die du vllt. brauchen wirst (und auch in Anspruch nehmen solltest, wäre schade, wenn etwas vom Material durch unsachgemäße Verwendung beschädigt wird).
Und ohne TÜV, wobei, ich da die geringste Angst hätte. LiFePo brennt nicht (außer der Lichtbogen bzw. Kurzschlussstrom zündet das ganze Auto an, und noch besser den Treibstoff des Unfallgegners), und Abgase gibts keine, lärmen tut auch nichts.
Nun, gegen c) würde es vllt. helfen einen ohne-nix E30 (auch schon teuer) oder einen Polo 86c etc. umzubauen, wenn man sich dann noch mit einer geringeren Vmax zufrieden gibt, kommt man da wohl mit der Hälfte durch. Einfach weil, siehe oben, andere Werte einsetzen.
Noch Fragen? 