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Strom erhöhen - Verlustleistung? (Elektroauto)
 
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Jordan
Gast





Beitrag Jordan Verfasst am: 13. Jul 2022 18:56    Titel: Strom erhöhen - Verlustleistung? (Elektroauto) Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hi,

ich habe ein Video von Lucid Motors gesehen, in dem der Onboard-Charger für Elektroautos erklärt wird. Hier wurde gesagt, warum eine 800 V Technik statt der üblichen 400 V gewählt wurde, mit der Begründung, dass man für eine hohe Ladeleistung sonst den Strom erhöhen müsste, da P = U * I.

Soweit, so klar.

Als Untermauerung wurde die Gleichung über die Verlustleistung herangezogen, mir P = I^2 * R.
Da bei einer Erhöhung des Stromes die Leistung quadratisch abnimmt.
Wann nutzt man welche Formel, das habe ich nicht verstanden?

Ist das überhaupt richtig so? Da es ja noch die Formel P = U^2 / R gibt, und bei einer Erhöhung der Spannung (auf 800 V) die Verlustleistung doch ebenfalls einen quadratischen Einfluss bekommt?

Meine Ideen:
Wie kann man das erklären?
Nobby1



Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1203

Beitrag Nobby1 Verfasst am: 13. Jul 2022 19:05    Titel: Antworten mit Zitat

Grundlage ist P = U* I


U oder I kann bei gegeben Widerstand über das Ohmsche Gesetz ausgedrückt werden.

U = R* I oder I = U/R

Eingesetzt in obiger Formel liefert dann P = I^2* R oder P= U^2/R
Jordan
Gast





Beitrag Jordan Verfasst am: 13. Jul 2022 19:29    Titel: Antworten mit Zitat

Soweit klar. Doch was ist mit dem angesprochenen Problem, dass der Strom quadratisch ist und man auf eine 800 V Architektur setzt, wobei die Spannung doch ebenfalls einen quadratischen Einfluss hat?
Nobby1



Anmeldungsdatum: 19.08.2019
Beiträge: 1203

Beitrag Nobby1 Verfasst am: 13. Jul 2022 22:56    Titel: Antworten mit Zitat

Das muss man anders betrachten.

Nehmen wir an wir wollen 10 kW Leistung haben.

Bei 400 V müsste man 25 A reinschicken.
Bei 800 V halbiert sich der Strom auf 12,5 A, mit P = U* I

Aus dem gleichen Grund wird die Energie vom Kraftwerk mit Hochspannung einige kV transportiert, da die Stromstärke bei gleicher Leistung klein ist.

Die Verlustleistung ist geringer da der Strom auch geringer ist.
Jordan
Gast





Beitrag Jordan Verfasst am: 14. Jul 2022 10:52    Titel: Antworten mit Zitat

Nobby1 hat Folgendes geschrieben:


Aus dem gleichen Grund wird die Energie vom Kraftwerk mit Hochspannung einige kV transportiert, da die Stromstärke bei gleicher Leistung klein ist.

Die Verlustleistung ist geringer da der Strom auch geringer ist.


Und genau das verstehe ich nicht:

Das Gleiche kann man doch auch über die Spannung behaupten? Da sie in der Verlustleistungsformel ebenfalls quadriert vorkommt...

P = U^2 / R
Nils Hoppenstedt



Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 1738

Beitrag Nils Hoppenstedt Verfasst am: 14. Jul 2022 10:59    Titel: Antworten mit Zitat

Jordan hat Folgendes geschrieben:
Das Gleiche kann man doch auch über die Spannung behaupten? Da sie in der Verlustleistungsformel ebenfalls quadriert vorkommt...

P = U^2 / R


In dieser Formel ist U aber nicht die Spannung der Quelle, sondern die Spannung über den Leitungswiderstand.

- Nils

_________________
Ihr da Ohm macht doch Watt ihr Volt!
Jordan
Gast





Beitrag Jordan Verfasst am: 14. Jul 2022 13:12    Titel: Antworten mit Zitat

Nils Hoppenstedt hat Folgendes geschrieben:
Jordan hat Folgendes geschrieben:
Das Gleiche kann man doch auch über die Spannung behaupten? Da sie in der Verlustleistungsformel ebenfalls quadriert vorkommt...

P = U^2 / R



In dieser Formel ist U aber nicht die Spannung der Quelle, sondern die Spannung über den Leitungswiderstand.

- Nils


Und in der anderen Gleichung P = I^2 * R ist das der Quellstrom und nicht nur der über dem Widerstand?

Wie gesagt, ich verstehe diese Unterscheidung nicht.
Warum soll es gut sein, die Spannung statt den Strom zu erhöhen, wenn doch beide einen quuadratischen Verlust einfahren?
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 6637

Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 14. Jul 2022 13:51    Titel: Antworten mit Zitat

Es geht darum, dass die Leitung warm wird, wenn mehr Strom fließt. Und diese unnötige Energie musst Du bezahlen.

Noch mal ein Beispiel: wenn das Auto 400 Watt zum Laden braucht und Du nimmst 400 Volt, wird 1 Ampere über die Leitung fließen. Wenn diese vielleicht 1 Ohm Widerstand hat, verbrät sie 1 Watt (das Du auch zahlen musst bzw. für das irgendwo ein Kraftwerk arbeitet).

Deshalb nimmt man 800 Volt, dann fließen nur 0,5 Ampere (natürlich mit einer entsprechend anderen Schaltung, aber die Ladeleistung bleibt gleich) und die Leitung heizt nur mit 0,25 Watt.

Viele Grüße
Steffen
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 4237

Beitrag DrStupid Verfasst am: 14. Jul 2022 14:03    Titel: Antworten mit Zitat

Steffen Bühler hat Folgendes geschrieben:
Es geht darum, dass die Leitung warm wird, wenn mehr Strom fließt.


Und nicht nur die. In den Akkus fleißt ja auch Strom. Jede Spannung, die zusätzlich zum Elektrodenpotential abfällt, verbrät Energie.
Nils Hoppenstedt



Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 1738

Beitrag Nils Hoppenstedt Verfasst am: 14. Jul 2022 14:08    Titel: Antworten mit Zitat

Jordan hat Folgendes geschrieben:


Und in der anderen Gleichung P = I^2 * R ist das der Quellstrom und nicht nur der über dem Widerstand?



Der Quellstrom ist der gleiche wie der Strom über den Leitungswiderstand, deshalb braucht man das in der Formel P = I^2 * R nicht zu unterscheiden. In der Formel P = U^2/R ist U aber die Spannung über den Leitungswiderstand und der ist natürlich kleiner als die Quellspannung.

- Nils

_________________
Ihr da Ohm macht doch Watt ihr Volt!
Capesius



Anmeldungsdatum: 01.05.2022
Beiträge: 23

Beitrag Capesius Verfasst am: 14. Jul 2022 18:28    Titel: An dieser Stelle ... Antworten mit Zitat

...kommt ein ...
Jordan hat Folgendes geschrieben:
Das Gleiche kann man doch auch über die Spannung behaupten? Da sie in der Verlustleistungsformel ebenfalls quadriert vorkommt...
...Wie gesagt, ich verstehe diese Unterscheidung nicht.
Warum soll es gut sein, die Spannung statt den Strom zu erhöhen, wenn doch beide einen quuadratischen Verlust einfahren?

...schnöder, schlicht kaufmännischer Nebengesichtspunkt der Elektrotechnik zum Tragen. Wenn man beispielsweise 800 statt 400 V anlegen kann, ist bei gleicher Ladeleistung die Stromstärke, wie angeführt, nur halb so groß. Das heißt aber auch, daß die Leitungsverluste auch nur ein Viertel so groß sind. Wollte man bei 400 V die Zuleitungsverluste genau so klein halten, müßte man die Kabelquerschnitte doppelt so dick wählen. Was das Kabel doppelt so teuer machen würde (und gefühlt viermal so sperrig).
Und dieser Aspekt der Leitungsquerschnitte zieht sich durch die ganze Elektrotechnik. Je höher die Spannungen sind, um so dünner können alle Verbinder, Anschlüsse, Stecker, Buchsen, Kontaktflächen usw. sein. Das spart Material und damit Gewicht und Kosten, insbesondere bei Kupfer. Mehr steckt nicht dahinter, aber das reicht schon.


Zuletzt bearbeitet von Capesius am 15. Jul 2022 19:08, insgesamt einmal bearbeitet
Fragvogel_1



Anmeldungsdatum: 30.03.2022
Beiträge: 69

Beitrag Fragvogel_1 Verfasst am: 15. Jul 2022 13:43    Titel: Re: An dieser Stelle ... Antworten mit Zitat

Hi,
Capesius hat Folgendes geschrieben:
...
... Mehr steckt nicht dahinter, aber das reicht schon.

ein paar Effekte gibt es da schon noch. z.B. den Stromanstieg in den Motorspulen. Der Einschaltstrom erzeugt eine entgegenwirkende Induktionsspannung, der 800 Volt-Motor dreht also schneller hoch und nimmt Lastwechsel besser an.

Grüße
Capesius



Anmeldungsdatum: 01.05.2022
Beiträge: 23

Beitrag Capesius Verfasst am: 15. Jul 2022 19:44    Titel: Ich habe mir das Video ... Antworten mit Zitat

...nicht angeschaut, sondern den Begriff "Onboard Charger" als Bezeichnung für den mitgeführten Akkulader genommen.
Fragvogel_1 hat Folgendes geschrieben:
...ein paar Effekte gibt es da schon noch. z.B. den Stromanstieg in den Motorspulen. Der Einschaltstrom erzeugt eine entgegenwirkende Induktionsspannung, der 800 Volt-Motor dreht also schneller hoch und nimmt Lastwechsel besser an....

Wenn der wirklich an die Feldwicklungen statt an den Ladecontroller geht, ist was ziemlich schiefgegangen. In diesem Zusammenhang sind also deren Gegeninduktivitäten ziemlich bedeutungslos, wenn ich das richtig sehe.
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