Model 3 - hybriddrift

[Laban]

Lite stiltje här på sistone så jag snor en tråd från TMC:

https://teslamotorsclub.com/tmc/threads ... st-1860672

Det handlar förstås inte om någon laddhybrid utan att man använder en alternativ motorteknik i en av motorerna. Gissningsvis då fram. Ex patent:

http://www.freshpatents.com/-dt20160630 ... 190961.php

Lite allmän information om effektivitet/prestanda/pris:

https://chargedevs.com/features/qa-with ... interview/

This is the beauty of optimization. You can pick among all the options to get the best motor for the constraints. If we model everything properly, you can find the motor with the high performance 0-60 MPH constraint and the best possible highway efficiency.

Another example is the overall motor efficiency versus its cost. There are cases where making a motor in more expensive ways could potentially increase efficiency and buy off multiple times the cost difference by saving money on the battery, or other aspects of the car. So, if you are able to model the motor efficiency and costs accurately, you can plot it against battery cost savings. Now you can see that the optimal motor for total cost minimization is often different from the cheapest motor.

These all come together to form the characteristic metrics of the car that you want to build. It’s a general approach of how we start from parameter design and end up with ultimate configuration.

Frågan är väl då hur mycket man kan tjäna på detta, speciellt med tanke på att Tesla redan gör en viss optimering när man har två motorer.

[18650]

Tvåmotordrift med större differens mellan drivlinorna skulle kunna ge mer verkningsgrad. Man kanske hade behövt tulla på prestandan och nöja sig med 6 sekunder 0-100 men i gengäld få en bil som går mycket effektivt. Bilen skulle kanske driva 90% bak från stillastående som växlar till 90% fram med lite fart.

[vigge50]

Tvåmotordrift med större differens mellan drivlinorna skulle kunna ge mer verkningsgrad. Man kanske hade behövt tulla på prestandan och nöja sig med 6 sekunder 0-100 men i gengäld få en bil som går mycket effektivt. Bilen skulle kanske driva 90% bak från stillastående som växlar till 90% fram med lite fart.

Det är väll detta Tesla har redan i dagen D-modeller. De använder förvisso båda motorerna men de har olika utväxling vad jag har förstått det just för att ha högst verkningsgrad vid olika hastigheter.

[18650]

Tvåmotordrift med större differens mellan drivlinorna skulle kunna ge mer verkningsgrad. Man kanske hade behövt tulla på prestandan och nöja sig med 6 sekunder 0-100 men i gengäld få en bil som går mycket effektivt. Bilen skulle kanske driva 90% bak från stillastående som växlar till 90% fram med lite fart.

Det är väll detta Tesla har redan i dagen D-modeller. De använder förvisso båda motorerna men de har olika utväxling vad jag har förstått det just för att ha högst verkningsgrad vid olika hastigheter.

Jag tror man kan vinna mycket mera om man kan offra lite prestanda. Det var så jag menade. Model S/X köps av folk som förväntar sig rejäl prestanda medan en Model 3 kommer ha prestanda dubbelt så bra som målgruppen är vana vid redan som instegsmodell.

[apkungen]

Effektiviteten ligger redan väldigt högt, framförallt för front motorn i höga hastigheter. Men kan nog vinna nån procent till Men gör nog inte så mycket skillnad på typ 91 eller 93 procents verkningsgrad. Men kanske att Tesla skulle kunna sätta in olika motorer beroende på om man väljer p eller ej. En d utan p skulle kunna ha lite bättre verkningsgrad och p skulle kunna ha lite bättre acc. Frågan är då om det är värt med fler varianter för tillverkningens skull.

[vigge50]

Tvåmotordrift med större differens mellan drivlinorna skulle kunna ge mer verkningsgrad. Man kanske hade behövt tulla på prestandan och nöja sig med 6 sekunder 0-100 men i gengäld få en bil som går mycket effektivt. Bilen skulle kanske driva 90% bak från stillastående som växlar till 90% fram med lite fart.

Det är väll detta Tesla har redan i dagen D-modeller. De använder förvisso båda motorerna men de har olika utväxling vad jag har förstått det just för att ha högst verkningsgrad vid olika hastigheter.

Jag tror man kan vinna mycket mera om man kan offra lite prestanda. Det var så jag menade. Model S/X köps av folk som förväntar sig rejäl prestanda medan en Model 3 kommer ha prestanda dubbelt så bra som målgruppen är vana vid redan som instegsmodell.

Här är en bild på hur verkningsgraden varierar för en specifik elelmotor jag hittade vid olika effekter men jag tror det är ungefär samma vid olika varvtal.



Låt oss säga att vi har två motorer med lite olika utväxlingar så ligger en vid 90% och en vid 93%, om vi ändrar utväxlingen så kan vi kanske tjäna 3% hos ena motorn. Om en Model S drar runt 200 Wh/km idag och vi kan spara in 3% på ena motorn så motsvarar detta 3 Wh/km, är det ens lönt att ändra?

[Mickep]

Kommer vi få se motorer som drar hälften så mycket energi? Eller går dagens motorer inte att göra något bättre? Fossilmotorerna har nått din gräns sägs det, men hur är det med de nyare elmotorerna? Kommer de bara förbättras någon enstaka procent eller kommer det ske en kraftig ändring.

[vigge50]

Kommer vi få se motorer som drar hälften så mycket energi? Eller går dagens motorer inte att göra något bättre? Fossilmotorerna har nått din gräns sägs det, men hur är det med de nyare elmotorerna? Kommer de bara förbättras någon enstaka procent eller kommer det ske en kraftig ändring.

Som du ser bland annat i diagrammet jag länkade bland annat så ligger verkningsgraden hos dagens elmotorer på över 90% så finns det inte så mycket förbättringspotential tyvärr. Jag tror jag läste att Telsa Roadster hade en total verkningsgrad från batteri till framdrivning på 89%, de har kanske lyckats förbättra det några procent nu men det finns inte så mycket att vinna. Det finns nig mer att göra när det kommer till luftmotstånd.

[Bjelke]

Precis, det går inte att åstadkomma ngn stor förbättring av själva motorerna längre, det måste bli på andra saker isf mest.

[LarsL]

Det är batterierna som är elbilens motsvarighet till motorer. Det här kommer fossiltillverkarna ha svårt att greppa tror jag eftersom de är så vana vid att optimera motorn.

[18650]

Låt oss säga att vi har två motorer med lite olika utväxlingar så ligger en vid 90% och en vid 93%, om vi ändrar utväxlingen så kan vi kanske tjäna 3% hos ena motorn. Om en Model S drar runt 200 Wh/km idag och vi kan spara in 3% på ena motorn så motsvarar detta 3 Wh/km, är det ens lönt att ändra?

Jag tror inte verkligheten följer de fina diagram som finns, inte praktiskt. Det finns säkert mycket att göra. Kan man exempelvis ta bort växellådan för ena drivlinan så vinner du kanske 10% bara där. Du tappar i accelerations prestanda men kan nå finfina siffror på landsvägen.

[apkungen]

Låt oss säga att vi har två motorer med lite olika utväxlingar så ligger en vid 90% och en vid 93%, om vi ändrar utväxlingen så kan vi kanske tjäna 3% hos ena motorn. Om en Model S drar runt 200 Wh/km idag och vi kan spara in 3% på ena motorn så motsvarar detta 3 Wh/km, är det ens lönt att ändra?

Jag tror inte verkligheten följer de fina diagram som finns, inte praktiskt. Det finns säkert mycket att göra. Kan man exempelvis ta bort växellådan för ena drivlinan så vinner du kanske 10% bara där. Du tappar i accelerations prestanda men kan nå finfina siffror på landsvägen.

Om man använder den ena motorn istället för den andra så blir det 6Wh/km. På 300km motsvarar det 1,8kWh och ger en mils extra körsträcka, bättre än inget. Men jag håller helt med dig om att det inte finns så mycket att vinna.

[Mickep]

Lite tråkigt att motorerna inte kan bli mer energieffektiva(liksom fossilmotorerna som också har nått vägs ände när det gäller optimering) vi får väl glädja oss ned att i så fall är det bara priset som kan halveras.

Hoppas dock att det blir ett genombrott från något geni.

[Nicke Nyfiken]

Lite tråkigt att motorerna inte kan bli mer energieffektiva(liksom fossilmotorerna som också har nått vägs ände när det gäller optimering) vi får väl glädja oss ned att i så fall är det bara priset som kan halveras.

Hoppas dock att det blir ett genombrott från något geni.

Fast vad finns det att göra genombrott på? Inte ens ett geni kan få upp verkningsgraden nämnvärt.

Dagens elmotorer ligger runt 93% i verkningsgrad. Hade man kunnat tillverka den ultimata elmotor med noll friktion och noll värmeutveckling så hade man bara fått upp verkningsgraden med ca 7%. Vill man öka verkningsgraden ännu mer krävs det en motor som levererar mer energi än den förbrukar. Alltså en evighetsmaskin.

Däremot tror jag inte alls att fossilmotorerna nått vägs ände när det gäller verkningsgrad. Det sa man även för 30 år sedan, men de har fortsatt att bli effektivare hela tiden. Men fossilmotorer är helt ointressant i sammanhanget eftersom det är ett helt förkastligt och ineffektivt sätt att skapa rörelseenergi.

[lator]

Det intressanta blir väl när vi kör våra "bilar" i vakuumtunnlar på elektromagnetiska fält... Då kan vi prata om hög verkningsgrad!

[Franz]

Lite tråkigt att motorerna inte kan bli mer energieffektiva(liksom fossilmotorerna som också har nått vägs ände när det gäller optimering) vi får väl glädja oss ned att i så fall är det bara priset som kan halveras.

Hoppas dock att det blir ett genombrott från något geni.

Fast vad finns det att göra genombrott på? Inte ens ett geni kan få upp verkningsgraden nämnvärt.

Dagens elmotorer ligger runt 93% i verkningsgrad. Hade man kunnat tillverka den ultimata elmotor med noll friktion och noll värmeutveckling så hade man bara fått upp verkningsgraden med ca 7%. Vill man öka verkningsgraden ännu mer krävs det en motor som levererar mer energi än den förbrukar. Alltså en evighetsmaskin.

Däremot tror jag inte alls att fossilmotorerna nått vägs ände när det gäller verkningsgrad. Det sa man även för 30 år sedan, men de har fortsatt att bli effektivare hela tiden. Men fossilmotorer är helt ointressant i sammanhanget eftersom det är ett helt förkastligt och ineffektivt sätt att skapa rörelseenergi.

Vid 93% verkningsgrad motsvarar varje %-enhet 14% mindre värmeutveckling. Bara enstaka %-enheters förbättring ger ju så mycket lägre värmeutvecklingen att man kan ju välja på följande:
* En motor som aldrig blir för varm ens på banan.
* Mindre behov av att lägga energi på att kyla motorn
* Motorer som kan pressas ännu högre
* Motorer som blir billigare då de kan göras mindre

[Stefan T]

Diagrammet är ett min kravs diagram för klara IE1, IE2, och IE3 effektivitets norm
Så det gör inget om en motor är bättre
Sedan kan motorer var stämplade IE3 på en viss spänning(tex 400V 50Hz/480V 60Hz) men bara IE1 på intervall (354-420V 50Hz/380-480V 60Hz)

[chaffis75]

Om man tittar specifikt på en tesla så kanske man inte bara ska fokusera på motorn även om den såklart är den del som drar mest el. De man också kan titta på är ju ap2, gör datorn mer effektiv. Batterierna, minska onödig uppvärmning och kylning. Kupé värme och kyla, ett effektivare system kan säkert spare en del och till sist titta på luftmotstånd och förluster i andra delar än just motorn.

[Bjelke]

Det finns verkligen en massa kvar att utveckla på elbilarna och även på själva motorn även om verkningsgraden kanske
inte behöver förbättras för räckviddens skull utan andra saker som ovan beskrevs (mkt bra synpunkter om värmeförlusterna
förresten).
Tror vi kommer se mest utveckling på batterisidan iaf, där har vi ff den största förbättringspotentialen idag sas. Där kan vi
se laddtider, kapacitet, hållbarhet (inkl tåla mot kyla/värme), storlek, tyngd, pris, återvinnbarhet, flexibilitet (varför bara ha
i bilen och inte i båten eller husbilen osv eller att själv kunna stoppa in extra vid behov) och resursförbrukningen (energi
för att tillverka dom och råvarorna som behövs osv), och för att inte tala om tillgång/efterfrågan...
Vi har en mycket spännande och intressant utveckling framför oss!

[mati]

Jag tror att det skulle krävas en mycket hög utvecklingsinsats om man skulle vilja öka motorns verkningsgrad med någon procentenhet. Det är inte värt besväret. Till exempel har ju Model S i och med den faceliftade noskonen fått några km mer i räckvidd, bara genom att minska luftmotståndet jämfört med den gamla nosen. Drivlinan är samma som tidigare. Jag tycker att det gör det ganska tydligt att det går att åstadkomma relativt stora förbättringar utan att ens röra batteri eller motor. Dimension på däck och fälgar är ett annat exempel. Mindre fälgar ökar räckvidden ganska dramatiskt.
Och när det blir lagligt med kameror istället för backspeglar kommer vi att se ytterligare en kraftig ökning av räckvidden.

[Franz]

Jag tror att det skulle krävas en mycket hög utvecklingsinsats om man skulle vilja öka motorns verkningsgrad med någon procentenhet. Det är inte värt besväret. Till exempel har ju Model S i och med den faceliftade noskonen fått några km mer i räckvidd, bara genom att minska luftmotståndet jämfört med den gamla nosen. Drivlinan är samma som tidigare. Jag tycker att det gör det ganska tydligt att det går att åstadkomma relativt stora förbättringar utan att ens röra batteri eller motor. Dimension på däck och fälgar är ett annat exempel. Mindre fälgar ökar räckvidden ganska dramatiskt.
Och när det blir lagligt med kameror istället för backspeglar kommer vi att se ytterligare en kraftig ökning av räckvidden.

Det är inte så illa som du tror... Tesla kör ju med växelström i sina motorer men man får ju likström från batteriet. För att få växelström har man en så kallad växelriktare. Beroende på hur hårt man belastar den kommer man ha ett antal %-enheter från 100% verkningsgrad. Teslas växelriktare är byggda med kieselbaserade IGBT-er. Som alla andra kieselbaserade kretsar är de känsliga för hög temperatur. Drar man på 100 kW med 5% förluster blir det ju trots allt ett 5 kW värmeelement av ganska liten volym... Det finns dock ett annat område där man också flitigt använder växelriktare och det är för att omvandla likströmmen från solceller till växelström. Här har man börjat använda lite andra material att bygga sina kretsar på. Framför allt är det två material som heter Kiselkarbid (SiC) och GalliumNitrid (GaN). Dessa är så kallade wide-band-gap-halvledare. Det går dels att bygga mycket effektivare kretsar med dessa material samtidigt som materialen i sig är väldigt mycket mer värmetåliga. Det är inte helt nya material men de har inte riktigt letat sig ut inom så många områden än. Inom fordonsindustrin gillar man t.ex. att köra med beprövade kort och tar kanske därför inte riktigt det allra senaste utan väntar på att de fått prövats ordentligt först.

De här materialen är dock på väg och leverantörer till fordonsindustrin har redan börjat med dem och Tesla och Toyota skall vara på gång med dem.
Slänger in en lösryckt graf...

[vigge50]

Det kom för ett tag ut sen uppgifter om att Tesla höll på med att ta fram sin egna växelriktare som de har designat om från grunden. Hur bra denna kommer vara jämfört med nuvarande är svårt att säga men det finns nog lite att förbättra där.

https://electrek.co/2016/06/29/tesla-mo ... y-model-s/

[Bjelke]

En annan intressant sak man kan utläsa i diagram kring dessa är oxo "problemet" med verkningsgraden vid låga effektuttag som verkligen
är ett område där man kan vinna mycket
Det gäller både när man vill höja den ultimata räckvidden (som självklart handlar mkt om effektivitet vid lägre effektområden)
men såklart även rent generellt (jämför tex med Pulse & glide scenariot).