Werden Elektroautos stromhungriger?

Kurz zuvor galten Verbrennungsmotoren mit einer Leistung von 150–200 PS als Hochleistungsfahrzeuge und trugen oft Bezeichnungen wie GTi, TypeR und S.

Im Bereich der Verbrennungsmotoren beginnen Autos normalerweise mit bescheidenen Leistungswerten, und die Steigerungen auf eine höhere Leistung erfolgen in der Regel schrittweise. Der Aufstieg der Elektrofahrzeuge dürfte diese Dynamik dramatisch verändern.

Auch wenn die Modellpalette von Elektrofahrzeugen kleiner ist als die von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor, erreichen ihre Leistungswerte bereits außergewöhnliche Höhen. Was treibt diesen Trend an? Ist solch eine extreme Leistung gerechtfertigt? Lassen Sie uns erkunden.

Das EV-Szenario

Elektrofahrzeuge der Einstiegsklasse leisten mittlerweile zwischen 150 und 200 PS. Wir erleben familienorientierte Limousinen wie das Tesla Model S Plaid und Lucid Air, die eine Leistung erzeugen, die mit der eines Formel-1-Wagens mithalten kann. Selbst der Tesla mit der niedrigsten Leistung, das Model 3, leistet 325 PS mit einem Drehmoment, das einem 4,2-Liter-V8-Saugmotor ähnelt.

Elektrofahrzeuge haben Drehmoment, Leistung und Gesamtleistung erfolgreich demokratisiert. In der gesamten Geschichte der Automobilindustrie war dieses Leistungsniveau für Käufer mit mittlerem Einkommen noch nie zuvor zugänglich.

Ich möchte hier die Bedeutung des Drehmoments hervorheben. Während es in der Vergangenheit möglich war, hohe Leistungen zu vernünftigen Preisen zu finden, war ein hohes Drehmoment immer unerschwinglich teuer. Um in einem Verbrennungsmotor ein erhebliches Drehmoment zu erzeugen, sind in der Regel ein großer Hubraum, eine Zwangsansaugung oder eine Kombination aus beidem erforderlich – Funktionen, die normalerweise Luxusfahrzeugen vorbehalten sind und für die meisten Verbraucher unerreichbar sind.

In der Welt der Elektrofahrzeuge ist das maximale Drehmoment eine inhärente Eigenschaft des Motors. Es ist reichlich vorhanden und vor allem sofort verfügbar. Brauchen Sie mehr davon? Einfach einen Zusatzmotor auf der gegenüberliegenden Achse einbauen und schon ist die Anforderung erfüllt.

Benötigen Sie mehr Drehmoment in einem Verbrennungsmotor? Sie müssen weitere Zylinder hinzufügen. Wenn Sie die 4-Zylinder-Grenze überwinden, werden die Dinge teurer, weil Sie von allem mehr benötigen. In einem V6 braucht man normalerweise 4 Nockenwellen, 24 Ventile, vielleicht zwei Turbos. Du verstehst das Bild.

Aber warum ist das Drehmoment so wichtig? Nun, das Drehmoment sagt Ihnen, wie viel Leistung Sie bei einer bestimmten Drehzahl haben, und das ist bei einer Anwendung mit hohem Gewicht, wie z. B. einem Auto, sehr wichtig, da es Sie auch über die Elastizität des Motors/Motors und seine Fähigkeit für mittlere Beschleunigungen wie 30–70 km/h, 60–100 km/h usw. informiert.

Für den Alltagsfahrer ist das Drehmoment das Erste, was er zu schätzen weiß. In der folgenden Tabelle werden Verbrennungsmotoren und Elektrofahrzeuge hinsichtlich der Leistungsabgaben bei 1500 U/min verglichen. Es erklärt leicht den realen Unterschied in der Beschleunigung zwischen den beiden Antriebsarten.

Wie viel Strom wird benötigt?

Für diese Frage gibt es keine eindeutige Lösung. Wir können jedoch konkrete Szenarien erstellen, um die erforderliche Energieausbeute abzuschätzen. Wir haben drei Berechnungen ausgewählt: die Leistung, die erforderlich ist, um eine konstante Geschwindigkeit von 130 km/h zu halten, einer Standardgeschwindigkeit auf Autobahnen; die Leistung, die erforderlich ist, um die Höchstgeschwindigkeit eines bestimmten Elektrofahrzeugs zu erreichen; und die theoretische maximale Leistung, die aus der Spitzenleistungsfähigkeit des Fahrzeugs abgeleitet wird.

Der Energiebedarf bei 130 km/h dient als wichtiger Indikator für die Gesamteffizienz des Fahrzeugs, wobei die aerodynamische Leistung ein entscheidender Faktor in dieser Gleichung ist.

Während die Aerodynamik auch die Höchstgeschwindigkeit beeinflusst, verdeutlichen die nachfolgenden Daten auch, wie konservativ die Höchstgeschwindigkeiten dieser Fahrzeuge begrenzt sind.

Der Abschlusstisch ist eine rein konzeptionelle Übung. Die aufgeführten theoretischen Höchstgeschwindigkeiten setzen unveränderte aerodynamische Profile voraus, eine Bedingung, die in der Praxis möglicherweise nicht zutrifft. Darüber hinaus können Elektromotoren ihre Spitzenleistung in der Realität nur für wenige Sekunden aufrechterhalten.

Die Bremsherausforderung

Hohe Leistung und hohes Drehmoment sind sicherlich wünschenswert, insbesondere wenn sie mit einem geringfügigen Anstieg der Kosten (sowohl bei der Herstellung als auch beim Energieverbrauch) einhergehen. Der problematischste Aspekt hoher Leistung ist jedoch ihre Kontrolle. Ein Objekt, das schnell beschleunigt, muss auch schnell abbremsen können.

Elektrofahrzeuge vereinen hohe Geschwindigkeit mit erheblicher Masse, was eine erhebliche Herausforderung für ihre Bremssysteme darstellt. Glücklicherweise sind Elektrofahrzeuge mit zwei unterschiedlichen Bremsmechanismen ausgestattet.

Die erste Reaktion kommt vom Motor selbst. Bei Verzögerungsraten bis zu 0,3 G bleiben herkömmliche hydraulische Bremsen normalerweise im Leerlauf. Wenn eine größere Verzögerung erforderlich ist, greifen die hydraulischen Bremsen. Die Hauptschwierigkeit – und das größte Problem – besteht darin, diese Bremsen zu kombinieren.

Um die richtige Balance zwischen den beiden Bremssystemen zu erreichen, ist eine sorgfältige Abstimmung erforderlich, um sowohl die Leistung als auch das Pedalgefühl zu liefern, die der Fahrer erwartet. Was die Leistung anbelangt, ermöglicht die moderne Technologie durch den Einsatz modernster synthetischer Materialien wie Carbon-Keramik-Rotoren maximale Bremsleistung. Während leistungsstarke Elektrofahrzeuge eindeutig von dieser Fähigkeit profitieren würden, schränkt der hohe Preis weiterhin eine breite Umsetzung ein.

Schlussbemerkungen

Es ist offensichtlich, dass die Leistung gängiger Elektrofahrzeuge dramatisch gestiegen ist. Das enorme Drehmoment, das Elektromotoren aus dem Stand erzeugen, verleiht Elektrofahrzeugen Beschleunigungseigenschaften, die mit denen von Supersportwagen vergleichbar sind, sowohl im mittleren Drehzahlbereich als auch aus dem Stand heraus.

Diese Fortschritte sind auf die vergleichsweise unkomplizierte Architektur eines Elektromotors im Vergleich zu einem Verbrennungsmotor sowie auf die relativ einfache Steigerung der Motorleistung zurückzuführen. Allerdings wiegen Elektroautos tendenziell mehr als ihre Pendants mit Verbrennungsmotor, was sich insbesondere in dynamischen Situationen negativ auf die Bremsleistung auswirkt.

Elektroautos verfügen über regeneratives Bremsen, um das entscheidende Unterfangen der Geschwindigkeitsreduzierung im Fahrzeug zu unterstützen, aber das Gefühl und die Bremsleistung könnten sicherlich noch verbessert werden.

Die obigen Tabellen zeigen deutlich, dass die Leistungsabgabe von Elektroautos unter Berücksichtigung ihrer begrenzten Höchstgeschwindigkeit übertrieben ist. Vielleicht werden wir in den kommenden Jahren, wenn Elektroautos durch fortschrittliche Batterietechnologien leichter werden, einen Rückgang der Leistung von Elektrofahrzeugen erleben. Denn wer braucht schon 1000 PS auf öffentlichen Straßen?