I found an interesting comparison of the old combustion engine with the electric motor (brushless versions):
Ik vond een interessante vergelijking tussen een verbrandingsmotor en een (borstelloze) elektromotor:
(Nederlandse versie staat onder de engelse tekst).
An internal combustion engine achieves its highest efficiency at the engine speed corresponding to the peak of the torque curve (consuming the least fuel per kilowatt or horsepower delivered). This peak torque point never occurs at the same engine speed as the peak of the power curve. Therefore, internal combustion engines have poor efficiency at maximum power output, which is why it’s preferable to use a 5 hp engine for a “16 square” application—so that when you need 1.5 hp, you’re operating at the engine’s most efficient speed (i.e., the lowest fuel consumption).
In an electronically commutated electric motor, the highest efficiency is also achieved at the peak of the torque curve, which is typically a flat line from, say, 20 to 3000 rpm. The highest power output is reached at 3000 rpm, and that’s also where the highest efficiency lies. Choosing an electric motor with more power than needed (e.g., if you only need 1.5 hp or about 1 kW) doesn’t improve efficiency—the motor won’t become more economical.
When it comes to efficiency, the electric motor is unbeatable in every respect—whether in terms of speed, torque, or power. The only area where the internal combustion engine still has an advantage is in the energy carrier (fuel) and its storage (the fuel tank). However, this energy carrier is becoming increasingly expensive, and entire economies depend on its production, leading to volatile pricing: “it’s worth whatever someone is willing to pay.”
The future of the internal combustion engine will be determined by advances in battery technology. Currently, a 10-liter battery holds about 1 kWh of capacity. A 10-liter battery with 16 kWh capacity could power a 4 kW (5 hp) electric motor at full load for 4 hours—equivalent to 10 liters of fuel powering my 5 hp Yamaha C5 at full load for the same duration. Once such a battery exists, internal combustion engines will lose out to electric drives, and the gas station attendant will lose their job. While such a battery seems unlikely now, the same was once said about a 3D-printed gun.
In Dutch:
Een inwendige verbrandingsmotor heeft zijn hoogste rendement bij het toerental op het hoogste punt van de koppel toeren kromme
(verbruikt hier de minste brandstof per afgegeven kilowatt of pk).
Dat hoogste punt van de koppel toeren kromme is nooit bij het zelfde toerental als het hoogste punt in de vermogen toeren kromme.
Daarom hebben verbrandingsmotoren een slecht rendement bij het maximale vermogen en zet je graag een 5pk motor op een ’16 kwadraat’ zodat je bij
de benodigde 1,5pk precies in het meest rendement volle toerental (lees laagste brandstof verbruik) van je motor zit.
Bij een ‘elektronisch commuterende’ elektromotor wordt ook het beste rendement behaald bij het hoogste punt in de koppel toeren kromme.
Dat is een horizontale lijn van zeg 20 tot 3000 rpm. Het hoogste vermogen wordt dan gehaald bij 3000 rpm en daar ligt dan ook het hoogste rendement.
Het is niet zinvol om voor een elektromotor met meer vermogen te kiezen als je de maximale snelheid bij 1,5pk (= iets meer dan 1kW) haalt.
Je krijgt er geen beter rendement door (de motor wordt niet zuiniger).
Als het gaat om rendement is de elektromotor op geen enkel gebied te verslaan, niet in toerental en niet in koppel of vermogen.
Alleen op het gebied van de energie drager (de brandstof) en de opslag daarvan (de brandstoftank) heeft de verbrandingsmotor nog een voordeel.
Die energie drager wordt nog steeds duurder en er zijn economieën afhankelijk van de productie daarvan.
Hierdoor geldt voor deze energiedrager: ‘wat de gek er voor geeft’.
De ontwikkeling in accu-techniek gaat bepalen of de verbrandingsmotor toekomst heeft.
De huidige stand van de techniek is dat een accu van 10 liter ongeveer 1kWh aan capaciteit heeft.
Een 10 liter accu die 16kWh aan capaciteit heeft, geeft 4 uur vol vermogen aan een 4kW (5pk) elektromotor.
Dat is gelijk aan 10 liter brandstof voor 4 uur vol vermogen van mijn 5pk Yamaha C5.
Zodra die accu er is, zullen de verbrandingsmotoren het verliezen van de elektrische aandrijving en
verliest de pomphouder zijn werk. Dat die accu er gaat komen lijkt onwaarschijnlijk, maar
dat was een pistool, gemaakt door een 3-D printer, ook!
Rendement Diesel, Benzine, Electro – motor:
Hier is een overzichtelijke tabel voor een dieselmotor, benzinemotor en een BLDC-motor, inclusief hun maximale rendement, het percentage van hun maximaal vermogen bij dat rendement, en het toerental.
BLDC = Brush Less DC = borstelloze dcmotor
| Motor Type | Maximaal Rendement | Percentage Vermogen bij Max Rendement | Toerental (t/min) |
|---|---|---|---|
| Diesel Motor | 45% (dus 55% is verlies) | 75% | 1.500 |
| Benzine Motor | 30% (dus 70% verlies !!) | 80% | 2.500 |
| BLDC Motor | 90% (beste keuze) | 50% | 3.000 |
Uitleg
- Maximaal Rendement: Dit geeft aan welk percentage van de brandstof- of energie-input als nuttige energie-output beschikbaar is.
- Percentage Vermogen bij Max Rendement: Dit geeft aan bij welk percentage van hun maximaal vermogen deze motoren hun optimale rendement bereiken.
- Toerental: Het toerental waarbij het maximaal rendement wordt behaald, kan sterk variëren afhankelijk van het type motor.