Stromverbrauch CityEl



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Fritz Reichmann

Mitglied
09.10.2006
112
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(y)
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(); }
}
 

SB

Aktives Mitglied
19.05.2006
1.841
Hallo Fritz

Danke für die Verbrauchsrechnung.
Ich habe sie im Elwiki verlinkt:
http://elweb.info/dokuwiki/doku.php?id=verbrauch#links

Ich werde mir den DC/DC auch vornehmen...

Grüss Sebastian
 

andreas Andreas

Aktives Mitglied
25.10.2005
1.402
Hallo Fritz
Sehr interessant. Aber woher nimmst Du den Ansatz: z(x,y)=a*x+b*y+c
Womit ist denn c verknüpft? Noch dazu wird es negativ. Ich würde doch eher c zu Null setzen. Kann es sein, daß Gauss falsch angewendet wurde? Das Verfahren hat nämlich erhebliche Schwächen bei steilen Kurven. Das Gausssche Verfahren der kleinsten Fehlerquadrate ist nur für waagerechte Regressionsgeraden korrekt, weil in deinem Fall die Abstände in z-Richtung bewertet werden, nicht der lotrechte Abstand zur Regressionsgeraden. Vielleicht kannst Du das Problem ja so um den Ursprung im Raum drehen, daß die Funktion z(x,y) und deren Regressionsgerade ungefähr waagerecht im Raum liegt. Als Näherung würde ich den Verbrauch über alles nehmen. Nach Berechnung der Regressionsgerade kannst Du alles um den ursprünglichen Winkel zurückdrehen. Außerdem würde ich mir noch die Varianz ausrechnen. Ich kapier also immer noch nicht, wozu Du c brauchst?

Außerdem würde ich mit einem kleineren Standbyverlust rechnen, ich höre hier immer wieder was von 0,15A an 36 V=5,4W.

Dann würde ich mir noch das Energiekostenmessgerät vornehmen. Ich habe mehrere hintereinandergesteckt und das Ergebnis war bei meinen 3 CTEK-Ladern grauenhaft unterschiedlich. Das bessere mit cos phi zeigt mindestens 10% weniger an als Eurolores, das schlechtere zeigt nur die Hälfte an, arbeitet aber am Rinkerntrafo meiner Heizung vollkommen korrekt. Die erheblichen Abweichungen könnten daran liegen, daß der A/D-Wandler gemultiplext ist und Spannung und Strom zeitversetzt misst. In Kombination mit Störungen durch die Primärseitige Taktung kann dann alles herauskommen.
Wenn ich mit Stromzange und Multimeter die Ausgänge der CTEKs messe, dann habe ich 3*25A*14,4V=1080W, mein Energiekostenmesser zeigt aber nur 920W an- -oh Wundersame Energievermehrung? Setze ich 90% Wirkungsgrad für die CTEKs an, dann erhalte ich sogar 30% Fehler.

Viel Spass noch beim Grübeln
Gruß
andreas
 

JB Elektronikdesign

Aktives Mitglied
15.10.2006
467
Jau Andreas,

das Multiplexing wird schuld sein, bzw. die Primärkreistaktung. Im Allg. verträgt sich das nicht. Wers nicht unbedingt mit cos Phi und digital brauccht nehme einen Wechselstromzähler und die Citystromer unter uns halt dn guten alten Drehstromzähler. Nachteil: Stationär.....

 

andreas Andreas

Aktives Mitglied
25.10.2005
1.402
Vielleicht kapier ich es noch.
Man spannt eine Ebene auf aus Weg und Zeit. In der dritten Dimension der Energieverbrauch. Nun trägt man alle Einzelwerte als Deltas ein und erzeugt eine Punktwolke. Aus dieser Punktwolke berechnet man eine Fläche z=ax+by mit der minimalen Strafsumme. Vielleicht fehlt noch die Randbedingung, daß z(0,0)=0 ist. Dann braucht man kein c.

Gruß
andreas
 

andreas Andreas

Aktives Mitglied
25.10.2005
1.402
Wenn man das graphisch darstellt, also Fläche und Punktwolke, dann kann man vielleicht auch abschätzen, ob man das richtige Modell, sprich Formel gewählt hat.
Gruß
andreas
 

Herbert Hämmerle

Aktives Mitglied
13.12.2004
1.140
Fritz Reichmann schrieb:

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%.

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.

Mein TV-Gerät inkl. DVB-T/S-Receiver und den PC mit Drucker etc. trenne ich mit je einer geschalteten Steckerleise ganz klassisch galvanisch, sonst wären ca. 20W sinnlos aktiv.

Beim city-el habe ich endlich einen Hauptschalter eingebaut (s. Beitrag im Forum), weil mir der Verbrauch von 4Ah/Tag gewaltig auf den Wecker ging. Damit fahre ich nur 3km, der Fact Four wahrscheinlich 5km.

 

Herbert Hämmerle

Aktives Mitglied
13.12.2004
1.140
andreas Andreas schrieb:

Außerdem würde ich mit einem kleineren Standbyverlust
rechnen, ich höre hier immer wieder was von 0,15A an 36 V=5,4W.

Dies ist der Verbrauchwert ab Batterie.
Umgerechnet auf Netzbezug erhöht sich dies, weil die Ladespannung höher als die 36V ist und weil das Ladegerät Verluste hat.

Überschlagsmäßig würde ich folgendes ansetzen:
Annahme mittlere Ladespannung 2,25V/Zelle - 40,5V * 0,15 = 6,1W (aufgerundet)
Annahme Ladegerätewirkungsgrad 80%: 7,6W ab Netz.

 

Florian Beer

Mitglied
14.09.2005
141
Den Grund für die Kettengröße kann ich dir nennen. Du brauchst die Übersetzung, damit der Motor genug Drehmoment auf die Straße bekommt. Ich hab die Eco-Control voll aufgedreht und komme mir damit immer noch wie ein fahrendes Verkehrshindernis vor. Ich fahre aber auch meist nur in der Innenstadt.
Wenn du eine stabilere Kette (größere Abmessungen) nimmst, kriegst du die Zahnräder nicht mehr im Kofferraum unter. Eine Einfachkette ist aber bei den Drehzahlen nicht für die beim El geforderte Leistungsübertragung geeignet. Also ist der Schritt zur Doppelkette in meinen Augen logisch. Außerdem sind selbst Marathonketten billig im Vergleich zu einer Motorrad-O-Ring-Kette.
 

Fritz Reichmann

Mitglied
09.10.2006
112
Hallo Andreas,

Aber woher nimmst Du den Ansatz: z(x,y)=a*x+b*y+c
Der Fahrtverbrauch ist in genau betrachtet sicher abhängig von der Entfernung, Geschwindigkeit, dem Reifendruck, der Temperatur und dem Wind, dem Bodenbelag, dem Ladegewicht, und anderen Dingen. Für den Standverbrauch gilt das gleiche: Der dürfte ebenfalls z.B. von der Temperatur abhängen, denn die müsste die Chemie der Batterien beeinflussen.
Ich halte den linearen Ansatz in Entfernung und Zeit dennoch für gerechtfertigt, und zwar mit dem Hinweis darauf, dass bis auf die wachsende Entfernung und Zeit die anderen Parameter im wesentlichen bleiben wie sie sind. Man könnte natürlich fragen, ob man nicht noch quadratische Terme braucht, denn vielleicht ändert sich der Verbrauch mit wachsender Kilometerleistung, vielleicht durch sich abnutzende Lager oder abgefahrene Reifen. Ich nehme an, dass diese Effekte gegenüber der reinen Entfernungsabhängigkeit gering sind.
Interessant wäre die Variable Temperatur als dritte Variable aufzunehmen. Es wird von der Temperaturabhängigkeit der Reichweite berichtet. Ob sich auch der Verbrauch ändert (würde ich mal vermuten) liesse sich beantworten, wenn zu den Messreihen jeweils noch die Tagestemperatur verfügbar wäre. Ich habe derzeit aber nichts, womit ich das mit vertretbarem Aufwand messen könnte.

Womit ist denn c verknüpft?
Letztlich gleicht c aus, dass der erste Messpunkt nicht (0,0,0) ist, also die Messung nicht bei Kilometer null am nullten Tag bei null Strom beginnt. In Messung 2 ist der erste Messpunkt (km, tage, strom)=(5705, 732794, 0), wobei Tage die Tage von Christi Geburt bis zum 28. April 2006 sind. Das kannst du überschlagen, indem du 732794 durch 365.25 dividierst.
Betrachte die Formel
Code:
-165127.093610 + (0.021069)*km + (0.225175)*zeit
Es ist 0.021069*5705+0.225175*732794 gerade 165127.09 (innerhalb der numerischen Genauigkeit). Wenn ich bei Kilometerstand null und die Messung bei Christi Geburt begonnen hätte, so wäre c gleich null. c ist deshalb so negativ, weil die Zeitspanne seit Christi Geburt schon so lange ist, und in der Zeit das CityEl schon 165006.88 kWh im Stand verbraucht hätte. Weil c letztendlich für die Diskussion aber egal ist, kann ich mir die Mühe, überall 5705km und 732794 Tage abzuziehen sparen. Das ist nur ein Zahleneffekt der Nullpunktverschiebung.

Das Gausssche Verfahren der kleinsten Fehlerquadrate ist nur für waagerechte Regressionsgeraden korrekt, weil in deinem Fall die Abstände in z-Richtung bewertet werden, nicht der lotrechte Abstand zur Regressionsgeraden.
Ich suche nach genau einer Ebene, die die Abstände in z-Richtung minimiert. Der lotrechte Abstand würde bedeuten, dass ich eine Metrik in Entfernung und Zeit der Art wurzel(km^2+Tage^2+Strom^2) einführe, die völlig willkürlich ist, weil ich genauso Sekunden, Meter und Joule nehmen könnte, wodurch sich die Metrik und damit die Regressionsebene ändern würde. Physikalisch ist die Wurzel aus Quadratkilometern plus Quadrattagen plus kWh^2 keine geistreiche Einheit. Die Frage ist also nicht, ob das Gausssche Verfahren richtig ist, sondern ob die gewählte Metrik, die den Abstand zu den Messpunkten bewertet, sinnvoll ist. Der Abstand in z ist sinnvoll: Er hat die Einheit Kilowattstunde, und das Ergebnis ist invariant gegenüber geänderten Einheiten wie Meter, Sekunde und Joule. Die Dehnerei und Dreherei im Raum entfällt, es wäre auch nicht sinnvoll, wenn das Ergebnis davon abhinge.

Außerdem würde ich mir noch die Varianz ausrechnen.
Die Frage ist wichtig, denn mit der Kovarianz könnte man bewerten, wie gut die Regressionsebene wirklich die Messwerte wiedergibt. Mathematisch legt das Gausssche Verfahren ja durch so ziemlich alles ne Gerade, aber wie sinnvoll die ist bleibt zu bewerten. Ich komme dabei auf folgendes:
Ergebnis Messreihe 1
a=0.016273860352872642
b=0.2567661202471076
c=-188311.41066345214
7330.0km 732932.0d 0.0kwh Modell:-0.017222112510353327 Delta:0.017222112510353327
7371.0km 732942.0d 2.79kwh Modell:3.217667364398949 Delta:-0.4276673643989488
7371.0km 732943.0d 3.69kwh Modell:3.4744334846618585 Delta:0.21556651533814142
7427.0km 732946.0d 5.4kwh Modell:5.156068025156856 Delta:0.24393197484314477
7577.0km 732956.0d 10.18kwh Modell:10.164808280591387 Delta:0.015191719408612414
7703.0km 732965.0d 14.38kwh Modell:14.526209767267574 Delta:-0.14620976726757284
7767.0km 732968.0d 16.42kwh Modell:16.33803519056528 Delta:0.08196480943472295
Korrelation:0.9993138097745216
Ergebnis Messreihe 2
a=0.02106842233586655
b=0.225178638634624
c=-165129.60242325664
5705.0km 732794.0d 0.0kwh Modell:0.14824579015839845 Delta:-0.14824579015839845
5861.0km 732805.0d 6.06kwh Modell:5.911884699540678 Delta:0.1481153004593212
6199.0km 732823.0d 17.36kwh Modell:17.0862269444915 Delta:0.2737730555084994
6240.0km 732826.0d 18.56kwh Modell:18.625568176124943 Delta:-0.0655681761249447
6262.0km 732827.0d 19.25kwh Modell:19.31425210618181 Delta:-0.06425210618181154
6292.0km 732828.0d 20.07kwh Modell:20.171483414858812 Delta:-0.10148341485881218
6356.0km 732837.0d 23.52kwh Modell:23.546470192086417 Delta:-0.026470192086417654
6378.0km 732842.0d 25.12kwh Modell:25.13586867664708 Delta:-0.01586867664707725
Korrelation:0.9998691865664593

Die Korrelationen liegen also bei 0.9993 und 0.9999. Das sind ausgesprochen gute Werte.

Dass meine Mathematik richtig ist habe ich verifiziert indem ich mit einem annderen Programm nachgerechnet habe, unter
Der Link wurde entfernt (404).
gibt es ein Perl Programm, das eine Regressionsebene berechnet, und es kommt auf die gleichen Werte für die Regressionsebene. Die Formeln für die Korrelation habe ich aus dem Wikipedia.

Man kann jetzt noch darüber diskutieren, ob meine Messwerte denn zeitlich nicht zu ungleich verteilt sind. Ich bezweifle, dass sich am Ergebnis viel ändert.

Das Messgerät selbst bleibt ein Schwachpunkt. Es ist ungetestet und unkalibriert. Für Bügeleisen und Staubsauger erscheinen mir die Werte plausibel, bei dem schlechten cos phi Wert (manchmal zeigt es beim laden Werte um 0.5 an) erscheint eine Prüfung sinnvoll. Weil ich meine Familie aber nicht mal eben für die Ladedauer vom Strom abklemmen kann, weiss ich nicht, wie ich das mit dem Wechselstromzähler am Haushalt abgleichen soll. Dennoch, die 4kWh/100km liegen im Bereich dessen, was sonst so gemessen wurde. Neu ist an meiner Rechnung nur die Aufteilung nach Stand- und Fahrverbrauch.

Als Fazit bleibt für mich:
1. Der El zieht im Stand erkennbar Strom. Ob das die DCDC Wandler sind, die Batterien selbst oder was anderes kann man aus der Messung nicht sagen.
2. Sollte der Standverbrauch erkennbar vom DCDC Wandler kommen (und es gibt mehrere Wortmeldungen in die Richtung), so ist der gute Teil der Nachricht, dass im Verbrauch vom El noch Potential nach unten ist.
3. Weil ich in der Arbeit nicht nachladen kann, ist das eine Methode für mich, die Batterien zu schonen. 5-10W über 10h nicht verbrauchen ist wie 0.05-0.1kWh nachladen. Bei 10km Anfahrt und 2kWh/100km ist das bis zur Hälfte von dem Strom, die ich zum Herfahren brauche. Ich könnte also abends mit Batterien zurück fahren, die 33% weniger entladen wurden, als sie das jetzt sind. Würde ich noch Solarzellen draufschrauben, die mir 0.2kWh liefern, hätte ich abends sogar volle Batterien, obwohl ich bei meinem Arbeitgeber nicht an die Steckdosen darf. Ich weiss nur nicht, wie ich das beim Fact 4 Open Fun mechansich befestigen soll, und wie ich das elektrisch verbinde. Ausklappbar, so á la Pathfinder? Direkt dran an die Batterien, oder brauche ich einen Laderegler?

Daraus die Frage an die Elektro-Ingenieure:
1. Wie nehme ich den DCDC Wandler schonend für Fahrzeug und Batterien und für mich komfortabel ausser Betrieb? Ich will einen Schalter, den ich nur umschalten muss. Wie geht das? Der Notschalter tut es offensichtlich nicht, denn da läuft der Warnblinker weiter...
2. Wie knote ich Solarzellen ans El, welcher Typ, wie befestigen, welcher Regler (ok, ich schaue gleich selber ins Wiki), und wie gross müssen die sein für 0.2kWh. Dass sich das finanziell nicht rechnet ahne ich jetzt schon.

Fritz
 

Friedhelm Hahn

Aktives Mitglied
19.06.2005
1.483
Hallo Fritz,

wenn du für den DC/DC keinen (2-stufigen) Schalter verwenden willst, nimm doch MosFet&acute;s. Über den Gate-Anschluss wird das Einschalten gesteuert, ein Spannungsteiler u. Kondensator sorgen für weiches Hochfahren. Der MosFet kommt in die Minusleitung.

Gruß

 

Fritz Reichmann

Mitglied
09.10.2006
112
Hallo Herbert

ich habe deinen Beitrag gelesen, in dem du auch ein Foto von deinem Schalter gezeigt hast. Kannst du das Innenleben davon beschreiben? Ich will mir auch so einen Schalter bauen. Einen Taster zum Kondensatoren laden zu drücken und danach einen Hauptschalter umlegen wäre für mich praktikabel.

Fritz
 

Fritz Reichmann

Mitglied
09.10.2006
112
Hallo Friedhelm,

klingt interessant, und nachdem ich nachgelesen habe, was MOSFETs sind, stelle ich mir das so vor, dass das ein Transistor ist, der durchlässig ist, wenn am Gate Spannung liegt und sonst nicht? Hätte den Reiz, dass man das an den Zündschlüssel hängen könnte, und keinen extra Schalter hätte.

Du schreibst von Spannungsteilern und Kondensatoren, d.h. ich muss ausser dem MOSFET noch weitere Teile dazu schalten? Ich bin vom Fach Naturwissenschaftler, d.h. grundlegend theoretisieren kann ich prima, aber daraus eine Schaltunng zu bauen ist was anderes...

Brauche ich dafür "PowerMOSFETs" wegen den hohen Strömen, das sind ja Halbleiter?

Danke,

Fritz
 

Herbert Hämmerle

Aktives Mitglied
13.12.2004
1.140
Hallo Fritz:

Der "gewichtigste" Bestandteil ist der Batteriehauptschalter, den Du in jedem Auto-Elektrik-Geschäft bekommst. Die gängigen Hersteller von Autoelektrik-Komponenten (z.B: BOSCH, HELLA etc.) stellen diese Dinger her.

Als Zuleitung habe ich 25 mm² genommen. Um die Leitungen möglichst kurz zu halten, habe ich die Verbindungsbrücke zwischen linker und mittlerer Batterie durch die Zuleitung zum Schalter ersetzt. Solide Kabelschuhe hat mir unsere Schaltschrankwerkstatt gesponsert, incl. Anpressen mit Spezialzange.

Der Taster und die Wippschalter sind auch aus einem Autozubehörshop. Als Ladewiderstand habe ich einen Keramikwiderstand mit 12 Ohm genommen (aus einer Fernseherwerkstatt). Das Teil ist um die 6 cm lang und hat einen quadratischen Querschnitt mit ca. 8mm Seitenlänge. Die Belastbarkeit in Watt ist mir unbekannt, aber die dürfte für diese Anwendung sicher ausreichen.

Die Leitungen mit kleinen Querschnitten habe ich mit den handelsüblichen Steckkabelschuhen (6,3mm) vom Autozubehör ausgestattet.

Die 2 roten Schalter sind aus folgendem Grund da:
Ich habe eine Batteriespannungsmessung eingebaut, die jede der 3 Batterien einzeln mißt.
Dazu mußte ich eine Meßleitung von der mittleren Batterie ins Cockpit ziehen (Sicherungen nicht vergessen !!!).
Da beim Abschalten des Hauptschalters das mittlere und rechte Panelmeter weiterläuft, wollte ich bei AUS auch diese Geräte spannungslos machen.

Der grüne Schalter hat mit der Hauptschalterfunktion nichts zu tun. Es ist der Schalter für die Batterieheizung, der nun endlich von seinem "frei herumliegen" erlöst wurde (Provisorien leben bekanntlich sehr lange :))
Meine 3 Batterieheizelemente sind in Serie geschaltet, um zu gewährleisten, daß alle mit dem selben Strom beaufschlagt werden.

 

Fritz Reichmann

Mitglied
09.10.2006
112
Hallo Herbert,

vielen Dank für deine ausführliche Beschreibung.

Eine Frage kam mir noch: Auf Ralf Wagners Seiten steht zum Punkt "Batterien anklemmen", dass man niemals das Ladegerät ohne angeschlossene Batterien in Betrieb nehmen darf. Durch den Schalter würde ich ja den Batteriestrang komplett trennen. Weil meine beiden Chaoten gerne im Cityel lenken spielen und alle Schalter verdrehen die greifbar sind (am tollsten wenn danach irgendwas blinkt oder tutet. Rauch wäre schlecht), wäre so ein Ereignis für mich eine Frage der Zeit.

Ich müsste deine Konstruktion doch auch in die Zuleitungen vom DCDC Wandler hängen können, um nur den abzuklemmen. Dabei verliere ich natürlich ein paar Watt für die sonstigen Verbraucher. Die sind mir aber lieber als das Risiko für das Ladegerät.

Brauche ich nur für den DCDC Wandler noch den Batteriehauptschalter? Den Taster mit dem Widerstand für die Kondensatoren brauche ich wohl auf jeden Fall, denn die sind ja im DCDC Wandler? Vielleicht lässt sich das sogar wie nach Friedhelms Vorschlag dann komplett mit dem Zündschlüssel steuern?

Fritz
 

Herbert Hämmerle

Aktives Mitglied
13.12.2004
1.140
Fritz Reichmann schrieb:

Eine Frage kam mir noch: Auf Ralf Wagners Seiten steht zum
Punkt "Batterien anklemmen", dass man niemals das Ladegerät
ohne angeschlossene Batterien in Betrieb nehmen darf.

Fahrzeug absperren, damit man nicht an den Schaltern drehen kann bzw. nicht das Ladegerät einstecken kann würde ich mal sagen !

 

Friedhelm Hahn

Aktives Mitglied
19.06.2005
1.483
Hallo Fritz,

falls nur der DC/DC abgeschaltet werden soll, dürfte für die Ladeeinheit keine Gefahr bestehen. Die Akkus bleiben schließlich mit dem Ladeshunt bzw. HF-Lader-verbunden. Ob die fehlende 12V-Bordspannung die Ladung beeinflusst, konnte ich auf die Schnelle anhand des Schaltplans nicht erkennen.

Den MosFET hast Du schon richtig verstanden. Es ist eine Sonderform des Transistors. Zwischen Drain und Source befindet sich die "Hochstromstrecke", welche über das Gate stromlos (nur durch die anliegende Spannung) gesteuert wird. Bei den am meisten verwendeten Typen (Anreicherungstypen) muss zwischen G u. S eine Spannung von max. 20V (lieber etwas weniger) anliegen, damit der FET ganz durchschaltet. Der Innenwiderstand (zwischen D u. S) liegt dann (je nach Typ) bei wenigen mOhm (Milli-Ohm).
Die Last kommt wie gesagt zwischen D [+] und S [-] (bei N-Typen).
Obwohl die Verlustleistung sehr gering ausfällt (P=I²xR, also ca. 0,4W bei voller Belastung) , sollten die FET´s auf ein Kühlblech montiert werden (elektrisch isoliert, da der Flansch mit D verbunden ist). Bei Erwärmung steigt leider (im Gegensatz zu klassischen Transistoren) der Innenwiderstand, was zu weiterer Erwärmung führen würde, usw..
Wenn Du die Steuer-Leitung an den Zündschlüssel legst, verzichtest Du auf die Warnblinker- u. Standlichtfunktion (ohne Schlüssel).
Vielleicht ergänzt Du diese Funktion durch einen "Notschalter".
Zur Beschaltung wäre eine Skizze hilfreich, kann ich Dir zumailen.
Die zusätzlichen Teile beschränken sich auf 2 Widerstände, einen kleinen Kondensator u. eine Schutzdiode. Eine Leitungs-Sicherung für das Steuer-Kabel könnte auch nicht schaden.
Der FET sollte schon 100V aushalten, um eine gewisse Sicherheit zu haben. Brauchbar wäre z.B. der Typ STP80NF10 (max. 100V, 80A; 0,015 Ohm).

Gruß

 

Fritz Reichmann

Mitglied
09.10.2006
112
Hallo Friedel,

mit dem Zündschlüssel hast du ganz Recht, ich muss den Warnblinker auch ohne Zündschlüssel lauffähig haben. Also doch ein extra Schalter im Armaturenbrett.

Ich möchte mir einen solchen Schalter bauen, um im Stand ein paar Watt zu sparen und die Batterien nicht unnötig zu belasten. Ich wäre dir dankbar, wenn du mir eine solche Skizze zuschicken könntest. Über die Erfahrungen dabei und damit würde ich dann gerne hier berichten.

Derzeit steht mein El leider. Die Klemmschrauben vom vorderen Ritzel haben sich gelockert, nachdem ich sie anscheinend nicht fest genug angezogen habe. Es ist nichts kaputt gegangen als sich das Ritzel löste, und ich musste nur 2km schieben. Dennoch muss ich auf neue Schrauben warten, denn die abgefallenen habe ich nicht mehr wiedergefunden.

Fritz
 

Friedhelm Hahn

Aktives Mitglied
19.06.2005
1.483
Hallo Fritz,

gern schicke ich Dir die Skizze, allerdings v. Hand gezeichnet.

Frage an die Gemeinde: Wer kann ein günstiges Programm zum Erstellen von elektronischen Schaltungen am PC nennen?

Gruß

 

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