Wenn ein Elektroauto fahren würde, ohne anhalten zu müssen, würde die Reichweite stark von der Geschwindigkeit beeinflusst werden, mit der sich das Fahrzeug bewegt?

Die Zugkraft auf ein sich bewegendes Objekt wird durch den ungefähren Ausdruck angegeben:

Für meinen Ford Focus$C_d$= 0,32 und$A$= 2,12 m$^2$. Die Luftdichte bei STP beträgt etwa 1,2 kg/m$^3$, also beträgt der Luftwiderstand bei einer Reisegeschwindigkeit von 70 mph (31,3 m / s) auf der britischen Autobahn:

Die Kraft, die zur Überwindung dieses Widerstands aufgewendet wird, ist Kraft mal Geschwindigkeit:

Wenn wir dieselbe Berechnung für 50 mph (22,35 m/s) durchführen, erhalten wir P = 4,5 kW. Die Batterien im Elektroauto EV1 fassen je nach verwendetem Batteriepaket zwischen 16 und 26 kWh. Angenommen, mein Focus hat eine Batterie mit der höheren Kapazität, dann erhalten wir bei 70 mph eine Reichweite von 146 Meilen und bei 50 mph 289 Meilen.

In der Praxis ist der Unterschied meiner Meinung nach nicht so groß. Bei meinem (benzinbetriebenen) Ford Focus beträgt der Kraftstoffverbrauch bei 50 etwa zwei Drittel des Kraftstoffverbrauchs bei 70, und die obige Berechnung legt nahe, dass ich ungefähr eine Halbierung des Kraftstoffverbrauchs sehen sollte. Der Unterschied ist vermutlich auf Reibungs- und Viskositätsverluste in Motor und Getriebe zurückzuführen.

Der Luftwiderstand steigt mit dem Quadrat Ihrer Geschwindigkeit. Doppelte Geschwindigkeit, vierfacher Luftwiderstand. Bei niedrigen Geschwindigkeiten wird der größte Teil Ihrer Kraft verwendet, um die Reibung mit dem Boden und in Ihren mechanischen Systemen zu überwinden. Diese Verluste steigen linear an. Irgendwo um 10-60 MPH (je nach Fahrzeug) wird die Energie, die erforderlich ist, um den Luftwiderstand zu überwinden, höher und wächst weiter schneller als die Energie, die erforderlich ist, um die Reibung zu überwinden.

Nun, es gibt mindestens drei Faktoren, die die Reichweite beeinflussen:

1. Energie, die durch Reibung im Inneren des Motors/Autos als Wärme abgeführt wird (es gibt dort viele bewegliche Teile, die viel Energie verschwenden).

2. Luftwiderstand (wie Sie darauf hinweisen).

3. Beschleunigung. Wenn ein Auto beschleunigt, arbeitet der Motor.

Der Luftwiderstand (Luftwiderstand), den ein Auto erfährt, ist bei hohen Geschwindigkeiten proportional zum Quadrat seiner momentanen Geschwindigkeit und bei niedrigen Geschwindigkeiten proportional zur Geschwindigkeit selbst. In jedem Fall sehen wir, dass wir uns bei niedrigen Geschwindigkeiten, bei denen der Luftwiderstand vernachlässigbar wird, am meisten um Reibungsenergieverluste kümmern müssen, während wir uns bei hohen Geschwindigkeiten am meisten um den Luftwiderstand kümmern müssen.

Angenommen, wir fahren mit niedrigen Geschwindigkeiten in einem sehr aerodynamischen Fahrzeug, dann erhöht sich unsere Reichweite erheblich, wenn wir nicht ständig starten und anhalten. Dies geschieht, weil das Starten und Stoppen eine Beschleunigung erfordert und eine Beschleunigung einen großen Energieaufwand erfordert, da der Motor Arbeit leisten muss, um das Auto vorwärts zu treiben. Um am effizientesten zu sein, sollten Sie im Allgemeinen mit einer relativ niedrigen Geschwindigkeit fahren, ohne anzuhalten.