Wieso Batteriekapazität und Verbrauch in kw/h ?

Zitat von Benutzername

"1 kw= 1000 Watt. Watt ist Einheit von Leistung."

So weit in Ordnung.

Zitat von Benutzername

"Leistung ist Arbeit pro Zeit." bzw. "P(Leistung) = W(Arbeit)/t(Zeit)"
"P (Leistung in W) = U (Spannung in V) * I (Stromstärke in A)"
"Der Begriff "kW" ist eine Messung der Leistung, während "kWh" ein Maß für die Arbeit ist."

Hier wird es unübersichtlich und ungenau.

Ich versuche es mal anders zu erklären:
Watt oder ein Vielfaches davon, also kW, gibt eine momentane Leistung an, die sich aber nur punktuell auf den Moment der Messung bezieht. Diese Bezeichnung enthält daher eine Mengenangabe.
1 kWh hingegen gibt an, dass eine Stunde lang eine Leistung von 1000 Watt verbraucht wurde. Hiermit kann man also Mengen bemessen.

Stell Dir den Akku eines E-Autos einfach genauso vor, wie den Tank eines Verbrenners. Dort sind X Liter Treibstoff enthalten. In dem Akku sind X Liter Strom enthalten, welches sich nicht in Litern bemisst sondern in kWh. Es gibt auch Umrechnungsformeln von einem Liter Benzin zu einer kWh Strom, sowie von den früheren PS zu den heutigen kW als Leistung eines Fahrzeuges (Motors).

Die Leistung, welche der Motor von dem Akku abfordert, schwankt während der Fahrt stark. Beim Bremsen gibt er ja sogar wieder Energie, also einige kWh als Menge, an den Akku zurück. Das ist ja das fantastische an einem Elektrofahrzeug und auch Hybrid.

Hinweis:
- Bei schneller Autobahnfahrt verbraucht ein E-Auto am meisten, weil permanent Leistung abgerufen wird, um gegen den Luftwiderstand zu arbeiten.
- Bei Stau verbraucht ein E-Auto sehr wenig, da in den Momenten des Stehens nahezu nichts verbraucht wird. Auch im Stadtverkehr verbraucht ein E-Auto sehr wenig, weil langsam gefahren wird und man öfters steht.

Zu Deinem Beispiel:
Wenn Du also die Menge von 12 kWh pro 100 km verbrauchst, hast Du nach 200 km 24 kWh verbraucht und näherst Dich dem Ende der Kapazität des Akku's, wenn dieser halt 28 kWh enthält. Die Erfahrungen hier im Forum zeigen, dass man mit dem rein elektrischen Ioniq real zwischen 200 und 300 km weit fahren kann, bei guten Bedingungen. Im Winter oder bei starkem Wind und Regen sind es dann weniger km.

Moin,

der erste und entscheidende Fehler ist schon in der Überschrift.
Die (Speicher)-Kapazität wird in kWh angegeben/gemessen und nicht in kW/h.
Das ist ein Riesen-Unterschied zwischen Kilowattstunden und Kilowatt pro Stunde.
Der EE-Junkie hat es schon ganz gut erklärt.
Man könnte die Akku-Kapazität auch (wie es für "andere" Batterien üblich ist) in Ah (also Amperestunden) angeben.
Das wäre letztendlich (fast) das Gleiche, würde aber dafür sorgen, dass man die Autos/Akkus nicht mehr miteinander vergleichen könnte.
Der Grund: Hierbei bleibt die Spannung unberücksichtigt.
Ein Akku von 12V, 1Ah hat eine Kapazität von 12Wh. Ein Akku von 6V 2Ah hat aber ebenfalls 12Wh.
Gibt man nun nur die Kapazität an (1Ah vs. 2Ah), kann niemand damit etwas anfangen, da die Motorleistung nun mal in (k)W angegeben wird.
Deshalb wird der Durchschnittsverbrauch in kWh/100km angegeben. So hat man eine vergleichbare Größe.
Beim Benziner nimmt man der Einfachheit halber den Verbrauch in Liter/100km.
Warum? Ganz einfach: Der Energieinhalt von Benzin ist bekannt (8,5 bzw. 9 kWh/l) und damit kann der Verbrauch als Vergleichskriterium dienen.
Man könnte auch beim Benziner/Diesel den Verbrauch in kWh/100km angeben, aber das wäre aus naheliegenden Gründen eher ungünstig......
Beim "Stromer" dagegen "tankt" man kWh.

Grüße
Torsten

Zitat von Benutzername

Aber wenn kWh umgerechnet werden kann in kcal (etwas zeitunabhängiges), heißt das, dass diese Einheit kWh nur ne Maßeinheit für eine Menge (an Energie) ist. Dann macht es Sinn, bei einer Batterie anzugeben, wieviel Menge an Energie diese Batterie hat. Beim Verbrauch wird dann angegeben, wieviel Menge pro 100km davon verbraucht werden.

Genau das habe ich ja oben geschrieben:

Zitat von EE-Junkie

Stell Dir den Akku eines E-Autos einfach genauso vor, wie den Tank eines Verbrenners. Dort sind X Liter Treibstoff enthalten. In dem Akku sind X Liter Strom enthalten, welches sich nicht in Litern bemisst sondern in kWh.

Ok, ich hätte noch ergänzen sollen, dass diese abstrakte Maßeinheit kWh auch schneller oder langsamer als in einer Stunde verbraucht werden kann. Dann wäre es wohl klarer gewesen.

Moin,

irgendeinen NUTZBAREN Vergleichs-/Rechenwert muss man nun mal finden!!!
Genauso gut kannst Du hinterfragen, warum man den Spritverbrauch nicht in Liter/Stunde angibt. Ein Verbrenner braucht auch eine bestimmte Menge Sprit pro Stunde. Wie weit man in dieser Zeit kommt, ist genauso unklar wie beim E-Auto.
Sprit hat, wie bereits geschrieben, einen bestimmten Energieinhalt (8 bis 9) kW/Liter.
Ein 50 Liter-Tank enthält damit um die 450kW. Wenn man ihn in einer Stunde leer macht, dann sind das also 450kWh.
Beispiel: Ein 85kW-Motor braucht (bei um die 140 bis 150km/h) 9 Liter/85kW pro Stunde; also 85kWh.
Angabe: Verbrauch 9 Liter pro Stunde oder eben 85kWh. Wie weit er damit kommt, weiß man nicht; kann man also nix mit anfangen.
Genauso isses beim Stromer.
Eine Batterie mit einer Kapazität von 10 kWh kann eine Stunde lang 10 Kilowatt abgeben oder 10 Stunden lang 1 Kilowatt.
Ein Motor "benötigt" eine bestimmte Leistung (Kilowatt). Nun kann man sagen, der Motor vom Ioniq hat eine (Maximal)leistung von 85 kW.
Damit würde die 28 kWh-Batterie theoretisch 0,33 Stunden reichen. Nimmt er nur 42,5kW, reicht die Batterie (sorry, der Akku) 1 Stunde.
Das Problem: Mit diesen Werten kann man aber (wirst Du zugeben) nicht wirklich etwas anfangen.
Demzufolge muss man die Werte auf einen gemeinsamen, vergleichbaren, "Nenner" bringen.
Also eben den Verbrauch auf einen (Durchschnitts)wert von kWh/100km beim Stromer und Liter/100km beim Verbrenner. Damit kann man etwas anfangen.

Grüße
Torsten

Hallo,

es haben sich kleine Ungenauigkeiten eingeschlichen.

Zitat von TorstenW

Sprit hat, wie bereits geschrieben, einen bestimmten Energieinhalt (8 bis 9) kW/Liter.

Richtig: (8 bis 9) kWh/l.
Oder als „Textaufgabe“: Ein Liter Benzin besitzt den Energieinhalt von ca. 8…9kWh.

Zitat von TorstenW

Ein 50 Liter-Tank enthält damit um die 450kW.

Richtig: 450kWh.

Aus dem Tankinhalt von 450kWh chemischer Energie -> Wärmeenergie macht ein guter Benzinmotor bei einem Wirkungsgrad von ca. 30% noch 135 kWh mechanische Energie an der Getriebeeingangswelle. Ihm stehen mit anderen Worten 135kWh intern zur Verfügung. Noch mal mindestens 10% (berichtigt mich, wenn ich sehr falsch liege) bis zum Gummi auf die Straße weg, haben wir noch ca. 120kWh. Bei einem Verbrauch von ca. 15kWh/100km käme man dann damit ca. 800km weit. Auf 800km 50l Benzin verbraucht ergibt sich dann bei mittlerer Fahrt ein Verbrauch von 6,26 l/100km. Da unser IONIQ HEV durch den Atkinson-Kreisprozess bei einem Wirkungsgrad von ca. 40% aus den 450kWh Tankinhalt 180kWh mechanische Energieumwandelt, minus 10% -> 162kWh, kommen wir bei den guten ca. 15kWh/100km schon ohne Rekuperation 1080km mit 50l Benzin weit. Das wären dann 4,63l/100km. Die Rekuperation kitzelt es dann noch auf die 3,22l/100km im Stadtverkehr herunter.
So schließt sich der Kreis wieder.

Grüße Steffen

Das kommt davon, wenn man solche langen Texte mit dem Handy tippt.
Danke fürs Korrigieren/Ergänzen!

Grüße
Torsten

ich liebe ja solche Themen

Zitat von Benutzername

"Der Begriff "kW" ist eine Messung der Leistung, während "kWh" ein Maß für die Arbeit ist."

Letztes Zitat ist ein Widerspruch zur Formel P=W/t ?
Wenn Leistung Arbeit pro Zeit ist, dann müsste doch die Einheit kw/h sein und nicht kw?

bin hierbei gleich gedanklich hängen geblieben (und hab beim querlesen nicht wirklich was dazu entdeckt, seht's mir nach, falls es schon geschrieben steht.)

Leistung = Arbeit pro Zeit >> kW = kW*h/h >> das 'h' kürzt sich einfach raus

Moin,

um die Frage nochmal zu beantworten.
Eine Verbrauchsangabe in kW pro Stunde (bzw. beim Verbrenner Liter pro Stunde) ist NICHT vergleichbar. Da das Fahrzeug ja in dieser Stunde auch stehen kann. Deshalb wird der Verbrauch pro 100km angegeben.

Wenn man es genau nimmt, wird beim Verbrenner der Verbrauch auch in kWh/100km angegeben.
Halt nur über den "Umweg" über die Liter.
Ein Liter (Benzin) hat rund 8 bis 9 kWh Energieinhalt.
Also verbraucht ein Fahrzeug bei 7 Litern/100km ungefähr 60kWh/100km.
Diese Angabe wäre unpraktikabel, weil man nun mal an der Tankstelle "Liter" tankt, deshalb die Angabe in Litern.
Wenn man es umrechnet, dann hat man sogar einen direkten Vergleich mit dem E-Karren................

Grüße
Torsten