So sieht meine Wissenstand "E-Fahrzeuge und Steigungen" aus.
Daher meine Meinung zum Fahren mit/im Bergmodus.
Ich habe jetzt nur die Daten von einem Umbau E-Fiat 126 genommen.
Eckdaten des Fahrzeuges 17kW bei einem Fahrzeuggewicht von 765kg.
Rechnerisch ist die Beschleunigung von 0 auf 100km/h (0 auf 27,8m/s) in eine Zeit von t = 17,4s.
Berechnen wir umgekehrt die mittlere Leistung während eines Beschleunigungsvorganges von 0 auf 100km/h innerhalb von 35s, so ergibt sich eine Leistung von gerade einmal P = 8,4kW. Die Wahrheit liegt irgendwo dazwischen, denn wir haben bislang die Verluste durch Luftwiderstand und Rollreibung außer acht gelassen. Im Gegensatz zu Beschleunigungsvorgängen ändert sich beim Dahinfahren mit konstanter Geschwindigkeit die mechanische Energie des Fahrzeugs nicht. Die benötigte Leistung zur Überwindung des Luftwiderstandes steigt mit der dritten Potenz zur Fahrzeuggeschwindigkeit. Damit wird schnell klar, dass sich hohe Reichweite und hohe Fahrzeuggeschwindigkeit nur schlecht vereinbaren lassen. Mit den Daten für das Fahrzeug (CW=0,47 A=1,51m2) ergeben sich bei einer Luftdichte von 1,2041 kg/m3 folgende Werte:
m/s...km/h...Watt
6,9.....25......143
13,9....50.....1145
20,8....75.....3864
27,8...100.....9158
Mehr als 9kW (13PS) nur um den Luftwiderstand bei einer Geschwindigkeit von 100km/h zu überwinden, ist schon eine Menge Leistung für ein Elektrofahrzeug mit begrenzten Energiereserven an Bord. Noch mehr Leistung wird benötigt, wenn es bergauf geht.
Entsprechend wird Leistung benötigt, um mit einem Auto mit konstanter Geschwindigkeit bergauf zu fahren. Steigungen werden im Straßenverkehr in Prozentwerten angegeben. Dabei wird angegeben um welche Höhendifferenz eine Straße auf 100m steigt. 12% Steigung bedeutet, dass die Straße auf 100m in waagerechter Richtung um 12m ansteigt. Zu beachten ist dabei, dass die Fahrstrecke zur Überwindung von 12m Höhendifferenz etwas länger ist (in diesem Fall 100,7m). Folgnde Leistungen werden jetzt benötigt.
m/s...km/h...W(5%)...W (10%)...W (15%)
6,9.....25......2603......4810.......7730
13,9....50......5205......9621.....15462
20,8....75......7808.... 14431.....23193
27,8...100....10410.....19242.....30923
Reichlich viel Leistung die abgezweigt wird, um Steigungen zu erklimmen. Von unschätzbarem Vorteil ist hingegen, dass diese Leistung unserem Fahrzeug unentgeltlich wieder zur Verfügung gestellt wird, wenn man Gefällstrecken fährt. Energie zur Überwindung von Roll- und Luftwiderstand gehen unweigerlich verloren. Der kleinste "Leistungsvernichter" ist der zu überwindende Rollwiderstand. Die dabei bremsende Kraft ist von der Fahrzeuggeschwindigkeit unabhängig. Lediglich die Normalkraft, also der Kraftanteil welcher das Fahrzeug auf den Boden presst, geht in die Rechnung ein. Auf ebener Strecke ist das die Gewichtskraft des Fahrzeugs. An Steigungen teilt sich die Gewichtskraft in die Komponenten Hangabtriebskraft und Normalkraft auf. Bei korrektem Luftdruck ist der Rollwiderstandskoeffizient von Autoreifen auf Asphalt circa 0,012.
m/s...km/h...Watt
6,9.......25......625
13,9......50....1251
20,8......75....1876
27,8.....100....2501
Eine 5%ige Steigung.

- Steigung02.gif (2.97 KiB) 6681 mal betrachtet
In dem Rechenmodell ist in der Fahrbahn ein Knick und die Leistungsbilanzen ändern sich entsprechend abrupt. In der Realität sind solche Übergänge immer mehr oder weniger fließend, was auf die Bilanzen an sich aber keinen wesentlichen Einfluss hat.
Wer schon einmal ein einem nicht gerade üppig motorisierten Fahrzeug bergauf gefahren ist, wird festgestellt haben, dass sich die Höchstgeschwindigkeit selbst beim Einsatz der vollen Motorleistung auf einem deutlich niedrigeren Niveau einpendelt als beim Fahren in der Ebene. Ursache dafür ist die Tatsache, dass neben den schon angesprochenen Leistungsaufwendungen für den Luft- und Rollwiderstand, sowie die kinetische Energie beim Beschleunigen, auch noch Leistung für den Aufbau von potentieller Energie abgezweigt wird. In dem Funktionsgraphen ist der Beginn der Steigung deutlich zu sehen. Die Kurve für die Luftwiderstandsleistung (3) knickt spontan nach unten ab. Da der Luftwiderstand deutlich von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängt, ist hiermit ersichtlich, dass das Fahrzeug langsamer wird. Weniger ausgeprägt ist dieser Knick in der Rollwiderstandsleistung (4), aber auch hier ist die Abnahme sichtbar. Völlig verschwunden ist die Kurve für die kinetische Leistungsaufwendung (2), die links unten, kurz vor Beginn der Steigung noch zu sehen ist. Kinetische Energie wird nur dann aufgebaut, wenn das Fahrzeug schneller wird. Wie wir bereits gesehen haben, nimmt die Fahrzeuggeschwindigkeit mit Erreichen der Steigung jedoch ab. Jetzt kommt uns der absolut positive Effekt der kinetischen Energie zugute: Im Gegensatz zur Leistung für Roll- und Luftwiderstand, die unserem System verloren gehen, wird die kinetische Energie "gespeichert". Genau wie die kinetische Energie uns am Beschleunigen hindert, hindert sie uns auch am Abbremsen, nur dass die Leistung jetzt nicht der Motorleistung entzogen wird, sondern diese quasi unterstützt! Hinzugekommen ist im Funktionsgraph daher Kurve (6), welche die nun in unser System eingespeiste kinetische Leistung zeigt. Die kinetische Energie steigt wie in Formel angegeben, quadratisch mit der Geschwindigkeit, wodurch die Unterstützung der Motorleistung durch den Abbau kinetischer Energie auch um so geringer ausfällt, je langsamer unser Auto wird, d.h, je länger dieses bergauf fährt. Das ist also der Grund, warum Steigungen schneller überwunden werden können, wenn man zuvor "Schwung holt".
Ebenfalls neu im Funktionsgraphen ist die Kurve für die potentielle Leistung (5). Wie bereits gesagt, liegt die Ursache für das langsamer werden darin, dass diese potentielle Leistung ebenfalls von der zugeführten Leistung (Motorleistung + kinetische Leistung) abgezweigt wird. Vom Aufbau potentieller Energie spricht man, wenn ein Körper entgegen einem Kraftgefälle angehoben wird. Dass ein Fahrzeug bei Bergauffahrt angehoben wird, dürfte jedem klar sein. Diese potentielle Energie nimmt linear mit der Höhe zu. Da wir in der Ebene keinen Höhengewinn oder -verlust zu verzeichnen haben, ist hier die potentielle Leistungsaufwendung schlichtweg Null. Mit Beginn der Steigung ändert sich das aber schlagartig und die entsprechende Kurve schnellt nach oben. Der Höhengewinn pro Zeit (=Leistung) ist bei konstanter Steigung abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit. Da diese abnimmt, sinkt auch die von der Motorleistung abgezweigte Leistung für den Aufbau potentieller Energie, was an dem Kurvenverlauf zu sehen ist. Das Gesamtsystem strebt auch hier einem Gleichgewichtszustand entgegen, woraus eine Maximalgeschwindigkeit für die entsprechende Steigung resultiert. Mit den angegebenen Simulationswerten liegt diese bei circa 82 km/h. Im Fahrzeugschein des Fahrzeugs ist die Höchstgeschwindigkeit mit 105km/h angegeben.
Quelle
HomoFaciens