Wie funktioniert das mit der Rekuperation technisch gesehen genau?

da wurde viel erklärt

Was mir heute am Morgen…noch vor dem ersten Kaffee 🤪…eingefallen ist.

Da bei den e-Motoren im MEB die Drehbewegung über ein externes Magnetfeld im Stator gesteuert wird, müsste sich die Rekuperationsleistung ebenfalls über das externe Magnetfeld steuern lassen.

Entsprechend der Phasenverschiebung zw. Rotor und Stator müssten sich unterschiedliche Leistungen einstellen lassen 🤔.

Bin aber kein Physiker oder Elektrotechniker, daher kann das auch totaler Blödsinn sein 😅.

Zitat von mrmouse

da wurde viel erklärt

Stimmt, danke für das Video! Leider erklärt der Alexander aber nicht die Rekuperation direkt.

Damit wird des Langstreckenfahrer 's Frage leider nicht beantwortet und ich kann sie leider auch nicht beantworten. Zumindest nicht, wie es mit Permanentmagnetsynchronmotoren funktioniert.

Die Eingangsfrage habe ich so verstanden, dass Langstreckenfahrer eigentlich wissen möchte, wie das mit der Laststeuerung funktioniert. Das ist im Prinzip ganz einfach:

Der im ENYAQ (auf der Hinterachse) eingebaute E-Motor kann auch als Generator arbeiten und dabei Brems-Leistung zwischen 0 und 100 % seiner Auslegung abgeben. Wenn jetzt gebremst werden soll, dann gibt z.B. das Bremspedal vor, wieviel Bremsenergie benötigt wird. Wenn das Batteriemangament-System diese Energiemenge zum Laden nutzen kann, dann wird die Bremsenergie vom als Generator laufenden E-Motor in das Batterie-System eingespeist und der ENYAQ bremst. Wenn bei z.B. vollem Akku (SoC 100%) nur noch wenig Bremsenergie in den Akku eingespeist werden kann, dann wird ggf. automatisch die mechanische Bremse zugeschaltet.

Frei nach Otto:

• Steuergerät an E-Motor: Bremsen!
• E-Motor an Akku: hast Du Platz für elektrische Energie?
• Akku an E-Motor: ja, für x kW
• E-Motor an Akku: ok, hier sind die x kW
• E-Motor an Steuergerät: x kW kann ich an Akku abgeben, wenn mehr gebremst werden muss, mechanische Bremse aktivieren
• Steuergerät an mechanische Bremse: Bremsen unterstützen!
• ….

Ich habe die Frage vom Langstreckenfahrer so verstanden, dass er wissen will, wieso der Motor mal viel und mal wenig Leistung abgeben kann. Ich versuchs mal mit einer Erklärung.

Der Vergleich mit dem Dynamo am Fahrrad (aber bitte immer Nabendynamo ) ist eigentlich ganz passend, denn der Heckmotor (und nur darum soll es jetzt gehen) im MEB ist auch eine permanenterregte Maschine, d.h. er hat Dauermagnete im Stator. Im Grunde genauso wie beim Fahrrad. Und da kann man folgendes beobachten: Wenn am Dynamo keine Lampe hängt bzw. sie aus ist, dreht er sich total leicht. Man merkt gar nicht, dass da ein Dynamo drin ist. Man könnte auch sagen, dass in dem Fall am Dynamo ein Verbraucher mit unendlich hohem Widerstand hängt. Es fließt kein Strom, also wird auch keine Energie aus dem Dynamo entzogen, also dreht er sich sehr leicht. (Hinweis: man könnte ihn auch kurzschließen; dann fließt zwar Strom, aber es fällt keine Spannung ab, also hat man auch keine Leistung.)

Wenn man jetzt eine Lampe anschließt, fließt durch diese ein bestimmter Strom und es fällt eine Spannung ab. Es wird also eine Leistung erbracht; das Rad dreht sich etwas schwerer. Merkt man aber kaum, denn Fahrradlampen ziehen max. 3 W. Das heißt aber nicht, dass der Dynamo nicht auch mehr leisten könnte. Es gibt z.B. auch Ladegeräte für den Dynamo, die bis zu 20 W leisten. Das merkt man dann schon deutlich beim Fahren. Wo ist da jetzt der Unterschied zur Lampe? Aus Sicht des Dynamos sind Lampe und Ladegerät einfach nur Widerstände. Aber sie sind unterschiedlich groß, und deshalb stellt sich "von selbst" jeweils eine andere Stromstärke und Spannung ein und damit auch eine andere Leistung. Man muss dem Dynamo nicht sagen, welche Leistung er erbringen soll, sondern das ergibt sich allein durch den Verbraucher.

Beim Eny wird die abgegebene Leistung im Grunde auch dadurch gesteuert, dass aus Sicht des Generators der Widerstand der Last verändert wird. Das macht die Leistungselektronik im Laderegler. Sie "simuliert" praktisch einen Widerstand für den Generator, so dass er genau die richtige Menge Strom abgibt. Und je nachdem, wie groß dieser simulierte Widerstand ist, wird mehr oder weniger rekupertiert. Gleichzeitig stellt sie aus Sicht des Akkus eine Konstantstrom- oder -spannungsquelle dar (je nach Ladestand) mit genau dem richtigen Strom bzw. Spannung.

Ergänzend zu Hubi möchte ich noch diesen Blickwinkel beitragen:

Der Motor ist ja fest mit dem Rad verbunden (über eine feste Getriebeübersetzung). Das bedeutet, dass sich der Motor immer dreht, wenn sich die Räder drehen.

Dreht sich der Motor wird in dem Spulenanteil eine Spannung induziert. Die Spannung wird IMMER induziert. Strom fliesst aber nur in dem Maße wie es die Elektronik durch Widerstandsänderung zulässt (siehe Erklärung von Hubi). Ist der Widerstand unendlich, fließt kein Strom und das Produkt aus Spannung und Strom (= Leistung) ist 0. Je weiter die Elektronik "aufmacht", desto mehr Strom kann fliessen und die (Brems-)Leistung (P = U * I) nimmt zu.

Zitat von Hubi

Hinweis: man könnte ihn auch kurzschließen; dann fließt zwar Strom, aber es fällt keine Spannung ab, also hat man auch keine Leistung.)

Das stimmt so nicht.

Wenn du einen Synchronmotor kurzschließt, kannst du ihn nicht bzw. nur sehr schwer drehen.

Ein kurzgeschlossener Synchronmotor blockiert quasi.

Der Strom ist theoretisch unendlich groß und eine ganz kleine Spannung fällt am Kabel ab.

Fürs Bremsen ist der Umrichter zuständig. Durch Phasenverschiebung (cos phi) zwischen Spannung und Strom wird die Wirkleistung variiert.

Im Prinzip wie beim Beschleunigen nur mit anderem Vorzeichen des Winkels.