Hallo allerseits,
nach einem guten Jahr CityEl und etwa 5500km damit habe ich heute meinen Stromverbrauch mit dem CityEl abzuschätzen versucht.
Das Gefährt ist ein CityEl Fact 4 aus zweiter Hand mit jetzt etwa 7700km, HF Lader, Powercheq, wartungsfreie Batterien Blei CTM/CT 100i (haben jetzt 5500km drauf), ohne Batterieheizung. Bis auf die zu schwache Dimensionierung der Antriebskette, die ich total ausgeleiert samt abgewetzten Ritzeln bei km-Stand 7500 tauschen musste (evtl. habe ich oder mein Vorbesitzer nicht rechtzeitig nachgespannt) bin ich soweit zufrieden. Den Batterien ist bisher keine signifikante Alterung anzumerken. Die Reifen halte ich auf 4 bar vorne und hinten.
Ich fahre die meisten Werktage 0,7km zum Kindergarten, dann 10km weiter zur Arbeit und 10km zurück, und lade dann abends zu Hause wieder auf. Manchmal entfällt die Strecke zum Kindergarten, und manchmal fahre ich Fahrrad oder fahre mit El noch zum Einkaufen. Ich lasse den El nicht länger als eine Woche stehen, dabei hängt er stets in der Tiefgarage bei etwa 10 Grad Celsius an der Steckdose. Ich fuhr den bayerischen Winter komplett durch, auch die Tage mit -15 Grad, tagsüber steht der El überdacht im Freien ohne Strom. Die Strecke hat auf 10km etwa 30m Gefälle mit zwei Wellen von etwa 10m Höhe, ist ohne Ampeln und zur Hälfte Feldwege, zur anderen Hälfte eine wenig befahrene Strasse. In die Kurven lasse ich meist rollen und den "ECO Control" habe ich bis auf die Garagenausfahrt (mit 17% Steigung auf 2,5m Höhe und etwa 7m "Anlauf") meist am Anschlag auf "langsam". Auf der kurzen, wenig befahrenen und reizvollen Strecke kann ich mir ein gemütliches Tempo erlauben.
Ich habe ein Energiekostenmessgerät aus dem OBI mit cos phi für gute 30 Euro in die Steckdose gehängt, und bin in zwei Messreihen auf folgende Ergebnisse gekommen:
Messreihe 1
km Datum Strom
7330 2006-09-13 0
7371 2006-09-23 2.79
7371 2006-09-24 3.69
7427 2006-09-27 5.4
7577 2006-10-07 10.18
7703 2006-10-16 14.38
7767 2006-10-19 16.42
Messreihe 2
km Datum Strom
5705 2006-04-28 0
5861 2006-05-09 6.06
6199 2006-05-27 17.36
6240 2006-05-30 18.56
6262 2006-05-31 19.25
6292 2006-06-01 20.07
6356 2006-06-10 23.52
6378 2006-06-15 25.12
Damit komme ich für mein Verbrauchsmuster etwa auf 4kWh/100km, was im Einklang mit den Werten steht, die sonst so gehandelt werden. Nachdem ich mehrfach gelesen habe, dass der DCDC Wandler aus dem CityEl einen Standverbrauch von etwa 6-9 Watt hat, wollte ich wissen, wieviel von meinem Verbrauch Standverbrauch und wirklicher Fahrverbrauch ist.
Aus Messreihe 1 grob überschlagen: In 36 Tagen 437 Kilometer 16,42kWh verbraucht. Nimmt man einen Standverbrauch von 8W an, so sind das 0,192kWh/Tag Standverbrauch, auf 36 Tage also 6,912kWh. Bleiben (16,42-9,508)=9,508kWh für die eigentlichen 437km, entspricht 2,18kWh/100km. Der Anteil am Standverbrauch ist also beträchtlich.
Die genaue Rechnung: Ich nehme an, dass der Verbrauch des CityEl einer Formel z(x,y)=a*x+b*y+c folgt, wobei x die Kilometerleistung ist, y die verstrichene Zeit, a,b,c Konstanten und z(x,y) der Stromverbrauch. Aus den beiden Messreihen lassen sich dann nach der Methode der kleinsten Fehlerquadrate (Gauss lässt herzlich grüssen) die Parameter a,b,c schätzen.
Wenn ich mich nicht verrechnet habe, ist das Gleichungssystem:
A*a+B*b+C*c=D
B*a+E*b+F*c=G
C*a+F*b+H*c=I
mit
A=Summe(x*x)
B=Summe(x*y)
C=Summe(x)
D=Summe(x*z)
E=Summe(y*y)
F=Summe
G=Summe(y*z)
H=#N (Zahl der Messwerte)
I=Summe(z)
und der Lösung:
c=((D*B-G*A)*(C*B-A*F)-(C*D-I*A)*(B*B-A*E))/((C*B-A*F)*(C*B-A*F)-(C*C-A*H)*(B*B-A*E))
b=(C*D-I*A-(C*C-A*H)*c)/(C*B-A*F)
a=(D-B*b-C*c)/A
Das Nachrechnen sei dem Leser als einfache Übungsaufgabe überlassen ;-).
Damit komme ich für die Messreihen auf folgende Ergebnisse (aus einer MySQL Datenbank und Java heraus, Code siehe unten):
Ergebnis Messreihe 1
a=0.016273860352872642
b=0.2567661202471076
c=-188311.41066345214
Ergebnis Messreihe 2
a=0.02106842233586655
b=0.225178638634624
c=-165129.60242325664
a ist kWh pro km Fahrverbrauch.
b ist kWh pro Tag Standverbrauch.
c ist eine Konstante, die bei der weiteren Diskussion uninteressant ist.
Das passt in etwa zu dem groben Überschlag, wobei die 8 Watt Standleistung etwas zu gering sind, der Wert müsste eher bei 10 Watt liegen. Vielleicht stimmen die 6-9 Watt für den DCDC Wandler ja und der Rest ist der Eigenverlust der Batterien. Der reine Fahrverbrauch scheint eine gewissen Schwankungsbreite zu haben, liegt aber im Bereich von 2kWh/100km.
Das für mich überraschende an der Messung ist, dass für mein Verbrauchsmuster der Standverbrauch um die 40% vom Gesamtverbrauch ausmacht, und der Fahrverbrauch etwa 60%. Natürlich sind diese Werte von der Fahrleistung abhängig, wer mehr fährt hat ein besseres Verhältnis, wer weniger fährt ein schlechteres. Auch wenn der Standverbrauch ein Schönheitsfehler ist bleibt die Ersparnis gegenüber dem Verbrennermotor immernoch im Bereich weit über dem Faktor 10, denn ein Diesel mit 6l verbrät etwa 6*11kWh/100km, also 66 anstatt der 4kWh/100km die ich mit dem CityEl verfahre. Ein Fahrrad liegt nochmal um den Faktor 20 unter dem CityEl.
Der langen Rede kurzer Sinn:
1. Der CityEl hat vielleicht das gleiche Problem wie viele Unterhaltunngselektronikgeräte mit Trafo und Schalter am Sekundärkreis: "Aus" heisst nicht wirklich "aus", sondern Trafos bzw DCDC Wandler ziehen weiter Strom. Beim CityEl ist das Strom, der vorher durch eine Batterie "verteuert" wird.
2. Der Gesamtverbrauch bleibt im Vergleich zum Verbrennerauto minimal.
3. In dem Text offtopic, aber immernoch: Über die schwache Antriebskette ärgere ich mich immernoch. Es gibt Motorräder mit über 100PS, endlosem Drehmoment und Kettenantrieb, also gibt es auch stabile Ketten. Und so gigantisch wird der Reibungsverlust nicht sein. Warum verbaut Citycom keine stabile Kette (und kommt dann noch auf "Doppelketten")?
4. Bei der ECO Tour de Ruhr unter http://www.fernuni-hagen.de/EET/Energie/images/tdr2006/tdr2006.php wären die etwa 4kWh/100km konkurrenzfähig. Das überrascht sehr, denn weil ich keinen vergleichbaren Aufwand betreibe müsste ich schlechter liegen, zumal deren Verhältnis von Fahr- zu Standzeit besser ist. Vielleicht sollte ich mein OBI Messgerät kallibrieren?
Hat jemand eine ähnliche Abschätzung angestellt, und was kam da raus?
Soweit genug analysiert für heute,
Fritz
nach einem guten Jahr CityEl und etwa 5500km damit habe ich heute meinen Stromverbrauch mit dem CityEl abzuschätzen versucht.
Das Gefährt ist ein CityEl Fact 4 aus zweiter Hand mit jetzt etwa 7700km, HF Lader, Powercheq, wartungsfreie Batterien Blei CTM/CT 100i (haben jetzt 5500km drauf), ohne Batterieheizung. Bis auf die zu schwache Dimensionierung der Antriebskette, die ich total ausgeleiert samt abgewetzten Ritzeln bei km-Stand 7500 tauschen musste (evtl. habe ich oder mein Vorbesitzer nicht rechtzeitig nachgespannt) bin ich soweit zufrieden. Den Batterien ist bisher keine signifikante Alterung anzumerken. Die Reifen halte ich auf 4 bar vorne und hinten.
Ich fahre die meisten Werktage 0,7km zum Kindergarten, dann 10km weiter zur Arbeit und 10km zurück, und lade dann abends zu Hause wieder auf. Manchmal entfällt die Strecke zum Kindergarten, und manchmal fahre ich Fahrrad oder fahre mit El noch zum Einkaufen. Ich lasse den El nicht länger als eine Woche stehen, dabei hängt er stets in der Tiefgarage bei etwa 10 Grad Celsius an der Steckdose. Ich fuhr den bayerischen Winter komplett durch, auch die Tage mit -15 Grad, tagsüber steht der El überdacht im Freien ohne Strom. Die Strecke hat auf 10km etwa 30m Gefälle mit zwei Wellen von etwa 10m Höhe, ist ohne Ampeln und zur Hälfte Feldwege, zur anderen Hälfte eine wenig befahrene Strasse. In die Kurven lasse ich meist rollen und den "ECO Control" habe ich bis auf die Garagenausfahrt (mit 17% Steigung auf 2,5m Höhe und etwa 7m "Anlauf") meist am Anschlag auf "langsam". Auf der kurzen, wenig befahrenen und reizvollen Strecke kann ich mir ein gemütliches Tempo erlauben.
Ich habe ein Energiekostenmessgerät aus dem OBI mit cos phi für gute 30 Euro in die Steckdose gehängt, und bin in zwei Messreihen auf folgende Ergebnisse gekommen:
Messreihe 1
km Datum Strom
7330 2006-09-13 0
7371 2006-09-23 2.79
7371 2006-09-24 3.69
7427 2006-09-27 5.4
7577 2006-10-07 10.18
7703 2006-10-16 14.38
7767 2006-10-19 16.42
Messreihe 2
km Datum Strom
5705 2006-04-28 0
5861 2006-05-09 6.06
6199 2006-05-27 17.36
6240 2006-05-30 18.56
6262 2006-05-31 19.25
6292 2006-06-01 20.07
6356 2006-06-10 23.52
6378 2006-06-15 25.12
Damit komme ich für mein Verbrauchsmuster etwa auf 4kWh/100km, was im Einklang mit den Werten steht, die sonst so gehandelt werden. Nachdem ich mehrfach gelesen habe, dass der DCDC Wandler aus dem CityEl einen Standverbrauch von etwa 6-9 Watt hat, wollte ich wissen, wieviel von meinem Verbrauch Standverbrauch und wirklicher Fahrverbrauch ist.
Aus Messreihe 1 grob überschlagen: In 36 Tagen 437 Kilometer 16,42kWh verbraucht. Nimmt man einen Standverbrauch von 8W an, so sind das 0,192kWh/Tag Standverbrauch, auf 36 Tage also 6,912kWh. Bleiben (16,42-9,508)=9,508kWh für die eigentlichen 437km, entspricht 2,18kWh/100km. Der Anteil am Standverbrauch ist also beträchtlich.
Die genaue Rechnung: Ich nehme an, dass der Verbrauch des CityEl einer Formel z(x,y)=a*x+b*y+c folgt, wobei x die Kilometerleistung ist, y die verstrichene Zeit, a,b,c Konstanten und z(x,y) der Stromverbrauch. Aus den beiden Messreihen lassen sich dann nach der Methode der kleinsten Fehlerquadrate (Gauss lässt herzlich grüssen) die Parameter a,b,c schätzen.
Wenn ich mich nicht verrechnet habe, ist das Gleichungssystem:
A*a+B*b+C*c=D
B*a+E*b+F*c=G
C*a+F*b+H*c=I
mit
A=Summe(x*x)
B=Summe(x*y)
C=Summe(x)
D=Summe(x*z)
E=Summe(y*y)
F=Summe
G=Summe(y*z)
H=#N (Zahl der Messwerte)
I=Summe(z)
und der Lösung:
c=((D*B-G*A)*(C*B-A*F)-(C*D-I*A)*(B*B-A*E))/((C*B-A*F)*(C*B-A*F)-(C*C-A*H)*(B*B-A*E))
b=(C*D-I*A-(C*C-A*H)*c)/(C*B-A*F)
a=(D-B*b-C*c)/A
Das Nachrechnen sei dem Leser als einfache Übungsaufgabe überlassen ;-).
Damit komme ich für die Messreihen auf folgende Ergebnisse (aus einer MySQL Datenbank und Java heraus, Code siehe unten):
Ergebnis Messreihe 1
a=0.016273860352872642
b=0.2567661202471076
c=-188311.41066345214
Ergebnis Messreihe 2
a=0.02106842233586655
b=0.225178638634624
c=-165129.60242325664
a ist kWh pro km Fahrverbrauch.
b ist kWh pro Tag Standverbrauch.
c ist eine Konstante, die bei der weiteren Diskussion uninteressant ist.
Das passt in etwa zu dem groben Überschlag, wobei die 8 Watt Standleistung etwas zu gering sind, der Wert müsste eher bei 10 Watt liegen. Vielleicht stimmen die 6-9 Watt für den DCDC Wandler ja und der Rest ist der Eigenverlust der Batterien. Der reine Fahrverbrauch scheint eine gewissen Schwankungsbreite zu haben, liegt aber im Bereich von 2kWh/100km.
Das für mich überraschende an der Messung ist, dass für mein Verbrauchsmuster der Standverbrauch um die 40% vom Gesamtverbrauch ausmacht, und der Fahrverbrauch etwa 60%. Natürlich sind diese Werte von der Fahrleistung abhängig, wer mehr fährt hat ein besseres Verhältnis, wer weniger fährt ein schlechteres. Auch wenn der Standverbrauch ein Schönheitsfehler ist bleibt die Ersparnis gegenüber dem Verbrennermotor immernoch im Bereich weit über dem Faktor 10, denn ein Diesel mit 6l verbrät etwa 6*11kWh/100km, also 66 anstatt der 4kWh/100km die ich mit dem CityEl verfahre. Ein Fahrrad liegt nochmal um den Faktor 20 unter dem CityEl.
Der langen Rede kurzer Sinn:
1. Der CityEl hat vielleicht das gleiche Problem wie viele Unterhaltunngselektronikgeräte mit Trafo und Schalter am Sekundärkreis: "Aus" heisst nicht wirklich "aus", sondern Trafos bzw DCDC Wandler ziehen weiter Strom. Beim CityEl ist das Strom, der vorher durch eine Batterie "verteuert" wird.
2. Der Gesamtverbrauch bleibt im Vergleich zum Verbrennerauto minimal.
3. In dem Text offtopic, aber immernoch: Über die schwache Antriebskette ärgere ich mich immernoch. Es gibt Motorräder mit über 100PS, endlosem Drehmoment und Kettenantrieb, also gibt es auch stabile Ketten. Und so gigantisch wird der Reibungsverlust nicht sein. Warum verbaut Citycom keine stabile Kette (und kommt dann noch auf "Doppelketten")?
4. Bei der ECO Tour de Ruhr unter http://www.fernuni-hagen.de/EET/Energie/images/tdr2006/tdr2006.php wären die etwa 4kWh/100km konkurrenzfähig. Das überrascht sehr, denn weil ich keinen vergleichbaren Aufwand betreibe müsste ich schlechter liegen, zumal deren Verhältnis von Fahr- zu Standzeit besser ist. Vielleicht sollte ich mein OBI Messgerät kallibrieren?
Hat jemand eine ähnliche Abschätzung angestellt, und was kam da raus?
Soweit genug analysiert für heute,
Fritz
Code:
import java.sql.*;
import java.sql.SQLException;
import com.mysql.jdbc.Driver;
public class CityEl { private Connection conn = null; private Statement stmt=null; private String url = "jdbc:mysql://localhost/fritz"; private String user = "fritz"; private String pass = "werdasliestistdoof"; private double A=0,B=0,C=0,D=0,E=0,F=0,G=0,H=0,I=0; private double a=0,b=0,c=0; public CityEl() { try { DriverManager.registerDriver(new Driver()); conn = DriverManager.getConnection(url, user, pass); stmt = conn.createStatement(); } catch (SQLException e) { System.out.println("Cannot connect to database"); } } public void close() { try { if (stmt!=null) stmt.close(); if (conn!=null) conn.close(); } catch (SQLException e) { System.out.println("Close of SQL connection failed with SQLException."); } } public void finalize() { try { this.close(); } catch (Exception e) { } } private void query(String query) throws SQLException { ResultSet rs = stmt.executeQuery(query); if (rs == null) throw new SQLException("rs == null"); ResultSetMetaData rsmd = rs.getMetaData(); int clmCnt = rsmd.getColumnCount(); while (rs.next()) { for (int i = 1; i <= clmCnt; i++) System.out.print(rs.getString(i) + " "); System.out.println(); } } public void collectMoments(String table) throws SQLException { ResultSet rs = null; rs=stmt.executeQuery("select sum(kilometer*kilometer) from "+table); if (rs.next()) { A=rs.getDouble(1); } else { throw (new SQLException()); } rs=stmt.executeQuery("select sum(kilometer*to_days(datum)) from "+table); if (rs.next()) { B=rs.getDouble(1); } else { throw (new SQLException()); } rs=stmt.executeQuery("select sum(kilometer) from "+table); if (rs.next()) { C=rs.getDouble(1); } else { throw (new SQLException()); } rs=stmt.executeQuery("select sum(kilometer*strom) from "+table); if (rs.next()) { D=rs.getDouble(1); } else { throw (new SQLException()); } rs=stmt.executeQuery("select sum(to_days(datum)*to_days(datum)) from "+table); if (rs.next()) { E=rs.getDouble(1); } else { throw (new SQLException()); } rs=stmt.executeQuery("select sum(to_days(datum)) from "+table); if (rs.next()) { F=rs.getDouble(1); } else { throw (new SQLException()); } rs=stmt.executeQuery("select sum(to_days(datum)*strom) from "+table); if (rs.next()) { G=rs.getDouble(1); } else { throw (new SQLException()); } rs=stmt.executeQuery("select count(*) from "+table); if (rs.next()) { H=rs.getDouble(1); } else { throw (new SQLException()); } rs=stmt.executeQuery("select sum(strom) from "+table); if (rs.next()) { I=rs.getDouble(1); } else { throw (new SQLException()); } } public void computeModel() { c=((D*B-G*A)*(C*B-A*F)-(C*D-I*A)*(B*B-A*E))/((C*B-A*F)*(C*B-A*F)-(C*C-A*H)*(B*B-A*E)); b=(C*D-I*A-(C*C-A*H)*c)/(C*B-A*F); a=(D-B*b-C*c)/A; } public void printResult() { System.out.println("a="+a); System.out.println("b="+b); System.out.println("c="+c); } public static void main(String[] args) throws SQLException { CityEl cityel=new CityEl(); System.out.println("Messreihe 1
km Datum Strom"); cityel.query("select * from cityel"); System.out.println("Ergebnis Messreihe 1"); cityel.collectMoments("cityel"); cityel.computeModel(); cityel.printResult(); System.out.println("
Messreihe 2
km Datum Strom"); cityel.query("select * from cityel2"); System.out.println("Ergebnis Messreihe 2"); cityel.collectMoments("cityel2"); cityel.computeModel(); cityel.printResult(); }
}