Loading...
dk

Hvorfor er Tesla S motorer så tunge? | Tesla Forum

jensk2
jensk2 Dec 10 '16

I fredagens trykte nummer af Ingeniøren, oplyses at Fenris Motorcycles lancerer en elektrisk super motorcykel i 2019, med 150kW elmotor der vejer ca. 11 kg. (Artiklen findes ikke på ing.dk endnu, men her er en anden reference til samme oplysning om vægt/effekt: http://bilmagasinet.dk/bil-nyheder/ny-dansk-elmotorcykel-gaar-over-300-km-t-vi-har-interviewet-bagmaendene ) Der er så kædetræk til baghjulet, som så uden øvrig ekstra vægt, tilvejebringer en 1/3 gearing til baghjulet. Jeg ved at Tesla i stedet må have en tung reduktionsgearkasse for at komme ned fra de 16.000-18.000RPM, som Deres motorer roterer.

Fire Fenris motorer i min Tesla vil både tilvejebringer mere motor-effekt end den har nu og samtidig sænke vægten betragteligt!

Jeg anslår nemlig og desværre, at selv Tesla's mindste motorer incl. reduktionsgear vejer over 100 kg!

Hvor har jeg det fra? Jo, hvis man sammenligner vægten af en 90D med en P90D, får man en ide om hvad den store bagmotor vejer mere end den lille (nemlig 48-52 kg) sammenligner man så en 70 med en 70D kan man anslå vægten af den lille frontmotor til 96-129 kg. Og det giver så 143-181 kg for den gamle store bagmotor. (At mine tal ikke er mere præcise skyldes Tesla's meget svingende oplysning af vægt, det mindste overslag er fra 20161020 manualen)

Jeg har vedhæftet et billede af front motor (og inverter), den ser altså også lidt stor ud og er i øvrigt monteret meget højt:-(

Men det er åbenbart rigtig tunge stumper, den tungeste større komponent i min ICE bil er en ZF Automatgearkasse på 90kg! Og den er altså kæmpestor og fyldt med tandhjul og aksler!

20161020 Manual:

Egenvægt* - 60/70/75 4469 lbs 2027 kg
Egenvægt* - 60D/70D/75D 4647 lbs 2108 kg
Egenvægt* – 90D 4736 lbs 2148 kg
Egenvægt* – P90D 4841 lbs 2196 kg
Egenvægt* - P100D 4941 lbs 2241 kg

Forummets indlæg er redigeret af jensk2 Dec 10 '16
jensk2
jensk2 Dec 10 '16

Ja, jeg ved godt at Fenris motoren er lidt fremtid og også en anelse hear-sake! Men Siemens reklamerede i 2015 for en El-motor, som leverer 260kW ved 2.500RPM med en vægt på 50 kg. Så i hvert fald en to faktor forbedring ifht. min front motor:-) http://w3.siemens.dk/home/dk/dk/cc/presse/meddelelser/2015/pages/siemens-udvikler-kraftfuld-elektrisk-flymotor.aspx#

CanEl
CanEl Dec 10 '16

DU er ikke kun en motor. den består af en motor og en gearing med diferentiale og en frekvensomformer. dertil kommer også et kølerørssystem.

den største DU som er på ca 320kw er ikke stor. en tilsvarende størelse normalmotor, til elnettet, er max på 20kw.

det er muligt at lave en lettere motor i lav efekt området, men det kræver nogle dyre jordmineraler. 

DavidS90D
DavidS90D Dec 10 '16

"...hvis man sammenligner vægten af en 90D med en P90D.."

Der glemmer du så også den røde maling! 

 

Spøg til side..det var bare gas :-) 

 

Tesla har valgt en løsning med et komplet Drive Unit (DU)

Det er en sammenbygning af inverter (motorstyringen), elmotor uden PM, udveksling og et differentiale.

TM har været ude med en forventning om en meget lang levetid på DU. Der er vi så ikke endnu, men det kræver nogle gode og kraftige mekaniske komponenter for at det kan holde i længden.

Alt ovenstående har du ikke på en MC, og motorstyringen sidder sandsynligvis adskilt fra motoren.

Og på en MC er man ikke lige så fokuseret på at opnå 1.000.000 km mellem service.

 

Den motorydelse som nævnes, 200 HK eller ca 150 kW er også en max peak effekt...som Tesla.

Hvis du kigger på RC modeller med elmotorer, så kan du få meget effekt og lav vægt. 

Se den her f.eks med 10kW og 840 gram !! :http://www.scorpionsystem.com/news/HKIII-5040-530kv/

 

EDIT: canel fik postet samme info, inden jeg fandt "send" knappen...

Forummets indlæg er redigeret af DavidS90D Dec 10 '16
jensk2
jensk2 Dec 10 '16

@DavidS90D

Jeg er helt med på at man foretager et valg og indgår kompromis'er. Som elektronik ingeniør er jeg blot overrasket over at en bil, som allerede fra starten af er designet som elbil, med et allerede kompromis firehjuls træk (pga. differentialer) har en drivlinie som vejer 250-300 kg. Det er altså rigtig, rigtig mange kilo! Hvis vi fjerner 10 kg dødvægt, får vi bedre performance og lidt længere range. Hvis vi fjerner 10 kg dødvægt og tilføjer 5 kg batteri får vi bedre performance og noget længere range.

Forummets indlæg er redigeret af jensk2 Dec 10 '16
CanEl
CanEl Dec 10 '16

faktisk var de første DU meget tungere fordi de var med en 2 trins gearkasse. 

selvom de arbejdede på den i flere år kunne den ikke holde til momentet. 

heldigvis indhentede teknologien i invertere dem, så det var muligt at levere momentet nok med 1 gear.

jensk2
jensk2 Dec 11 '16

I mine øjne, er en af el-bilens største fordele, at den tilbyder optimalt firehjulstræk gratis, nemlig med fire separate elmotorer og en simpel drivaksel til hvert hjul (hjulmotorer giver alt for høj uaffjedret vægt). Samtidig skal motor effekten være tilstrækkelig til at bremse bilen i 90% af alle opbremsninger, så traditionelle bremser kun skal være der aht. forsikringen. (kræver så rustfri skiver, som ikke koster 30.000 at udskifte hos Tesla hvert tredje år:-))  Men bremseskiverne kan til gengæld være så tynde som cykel skivebremser, som allerede ikke ruster. Og NU nærmer vi os, for Siemens motoren har et perfekt lavt omdrejningstal: http://w3.siemens.dk/home/dk/dk/cc/presse/meddelelser/2015/pages/siemens-udvikler-kraftfuld-elektrisk-flymotor.aspx#

Hjulomdrejnings hastighed for en Tesla S ved 250 km/t er 1907 RPM og typiske AC motorer har maks effekt ved mindre end 1/3 af max RPM. Så to Siemens motorer kunne tilbyder 520 kW (700HK), måske omkring 80km/t. Med kun to motorer, skal vi så stadig have differentialer (lig dødvægt), men måske kan Siemens ned skalere så vi kan forbinde en halvt så store motor til hvert sit hjul. Ingen reduktionsgear og intet differentiale til at lave uønsket hjulspin og ødelægge fremkommelighed. Da en el-bil batteripakke er optimeret til energitæthed (Range) og ikke Effekt, kan det være at vi må tilføje et par Super Capacitors til at understøtte gentagne vilde accelerationer og opbremsninger.

.

Forummets indlæg er redigeret af jensk2 Dec 11 '16
edge
edge Dec 11 '16

Hvis jeg kører 250 km/h og pludselig spotter en kø (eller evt. en ko) på motorvejen, der holder fuldstændig stille, vil jeg nu gerne have lidt mere end en papirstynd cykelbremse at gøre godt med...

Men bortset fra det forekommer en motor til hvert hjul som den optimale løsning. Det var også det princip Mercedes-Benz SLS AMG electric drive benyttede, og den kørte vist glimrende.

Forummets indlæg er redigeret af edge Dec 11 '16
jensk2
jensk2 Dec 11 '16
Citat fra edge

Hvis jeg kører 250 km/h og pludselig spotter en kø (eller evt. en ko) på motorvejen, der holder fuldstændig stille, vil jeg nu gerne have lidt mere end en papirstynd cykelbremse at gøre godt med...
 
Jamen, du har jo 700HK at bremse med. Så 0-100 på 3 sekunder OG 100 til 0 på 3 sekunder plus lidt assistance fra de mekaniske bremser, som selvfølgelig kan stoppe bilen 5000 gange. De nuværende Tesla bremser kan stoppe bilen 100.000 gange, men pga. af manglende brug skal de udskiftes hvert tredje år for 30.000 dKr:-)

edge
edge Dec 11 '16

Ja, du har sikkert ret. Jeg tænker bare: Hvis motorerne skal have styrke til at bremse maksimalt ned fra 250 til 0, svarer det til at de skal have styrke til at bilen ligger lige på grænsen til at lave hjulspin på alle fire hjul hele vejen fra 0 til 250 km/h - og det kræver immervæk en hel del mere end sølle 700 HK. Og kan de ikke det, skal skivebremserne altså rimelig hurtigt kunne optage og/eller bortlede en hel del varmeenergi, så de ikke smelter væk, og det kræver vel et eller andet af de bremser - uden at jeg vil påstå at være bremseekspert...

Forummets indlæg er redigeret af edge Dec 11 '16
MOS
MOS Dec 11 '16

@jensk2

Nogle fine tanker, du kommer med. Jeg tror, det er den helt rigtige opskrift på fremtidens optimale elbil.

 

@edge

For en sikkerheds skyld, bør en bil nok kunne bremse ned med de mekaniske bremser alene uden brug af regenerativ bremsning - i hvert fald én gang, uden at bremserne bliver for varme. Regenerativ bremsning bliver nok brugt i de fleste tilfælde, men er ikke tilstrækkeligt ved en hård opbremsning ved høj fart. Og virker næsten slet ikke, hvis batteriet er koldt og eller fuldt opladet.

Hvis en Tesla skulle kunne lave én hård opbremsning fra 250 km/h til 0, så skal der dissiperes ca. 6 MJ kinetisk energi, som omdannes til varme i bremseskiverne. Med en varmefylde for stål på 460 J/(kg·K) og en tilladelig temperatur på op til 750 °C, skal der altså bruges mindst 17 kg stål til de 4 bremseskiver. Det er nok mere end cykelbremseskivetykkelse, vil jeg mene.

Men det ville være en fin idé, hvis man kunne lave nogle elmotorer, som under alle forhold kan bringe bilen til sikker standsning alene ved brug af regenerativ bremsning, evt. ved at smide overskydende elenergi ud i en brødrister, hvis ikke batteriet kan optage den. Så ville man jo kunne undvære de mekaniske bremser og på den måde forsimple konstruktionen en del.

Forummets indlæg er redigeret af MOS Dec 11 '16
mbk
mbk Dec 11 '16
@jens fine tanker, og kan godt lide system tænkning /downsizing, me AFAIK kan nuværende batterierne ikke regen lige så hurtigt som de kan afledes og slet ikke når de er tæt på at være fyldte, så effekten skal enten bruges som som tab i motoren eller andet sted. Og der skal selvfølgelig være nogle bremser som kan bremse hvis der er batteri/inverter/motor udfald.
Der er et dansk firma der har lavet sådan en kombi hjul motor, bremse inverter, det er utroligt pladseffektivt, vil lige se om jeg kan grave linjet frem. 
MOS
MOS Dec 12 '16

Er det ikke denne, du mener?

http://ecomove.dk/ecomove-qwheel/

RobertJ
RobertJ Dec 12 '16
Quote from jensk2

Fire Fenris motorer i min Tesla vil både tilvejebringer mere motor-effekt end den har nu og samtidig sænke vægten betragteligt!

 

Bare det ikke bliver i min Tesla.

Hvis du vil smide (1500/4) 375A & 400V lig 150kW gennem en 11kg elmotor for du da noget af et varme problem.
Hvad er det nu lige der sker med magnetiske varme komponenter, nå ja. De mister deres magnetiske egenskaber. Hvordan er det nu Tesla ejere reagere når de kun får den opgivne max effekt i få millisekunder, hvis man overhovedet når derop. Av, det bliver en dyrt.

Så kan du holde ude i vejsiden mens dine 4 motorer køler ned efter en 0-89km/t spurt, og Polle på Maxien med mælkekassen bagpå overhaler dig.

Sarkasme kan forekomme.

MOS er inde på det rette spor. Man bliver nød til at overholde de fysiske naturlove, alt andet er dårlig PR, skjult i at der ikke findes et reelt produkt der kan måles og vejes.

- R

mbk
mbk Dec 12 '16
Citat fra MOS

Er det ikke denne, du mener?

http://ecomove.dk/ecomove-qwheel/

Præcis 

mbk
mbk Dec 12 '16
Citat fra RobertJ
 

Bare det ikke bliver i min Tesla.

Hvis du vil smide (1500/4) 375A & 400V lig 150kW gennem en 11kg elmotor for du da noget af et varme problem.
Hvad er det nu lige der sker med magnetiske varme komponenter, nå ja. De mister deres magnetiske egenskaber. 

- R

 Det er rigtigt som du nævner, men det er et afkølingsproblem, når der er aktiv køling kan man få overraskende meget effekt ud af en elmotor. En ting man dog ikke kommer ud over er magnetisk mætning omkring 2T(fysiske enhed Tesla) i en rotor tand. Så skal effekten op skal enten rotor rpm op, eller også skal diameteren eller længden på motoren vokse.

Forummets indlæg er redigeret af mbk Dec 12 '16
RobertJ
RobertJ Dec 12 '16

Absolutely loving THIS:

*https://en.wikipedia.org/wiki/Tesla_(unit) 

 

 

 

@mbk - 

korrekt at det er et kølingsproblem, og man kan da godt. Men varmen skal nu engang afsættes et sted.
Ser ingen fremtid i en bil med et kølegitter på taget, der kan afsætte 4x150kW kontinuert.


Måske en eller flere 11kg Fenris motorer er en teknisk usmart løsning på en bil.

 

- R

Forummets indlæg er redigeret af RobertJ Dec 12 '16
mbk
mbk Dec 12 '16

Størstedelen af effekten går forhåbenligt til fremdrift, tabet i motoren er forhåbentligt ikke mere end 5pct i snit. Desuden, 4x150kW kontinuerligt er 800hk, tænker du at skal op og køre 380km/t?

mbk
mbk Dec 12 '16

Det er f.eks. lidt sjovt at se Bugatti Veyron, den har vist 1000hk, men med tab på omkring 70% skal den have meget køling, og en af design problemerne ved den er at finde nok steder at sætte kølere. Her er elbilen meget bedre stillet, da den ikke har ret meget tab at køle.

mbk
mbk Dec 12 '16

@RobertJ Hvis motorerne har samme effektivitet kræver de samme køling uafhængigt af hvor fysisk store de er. En større motor giver måske lidt mere forsinkelse af opvarmning og lidt større overflade til passiv afkøling, men det batter sku ikke meget i forhold til eg. vandkøling.

Sider: 1 2 3 »