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"Permanenterregte Synchronmaschine (PSM)"

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  1. "Permanenterregte Synchronmaschine (PSM)"

    Autor: apedev 11.10.18 - 14:21

    An dem Punkt, würde ich empfehlen noch deutlich tiefer nachzuforschen, denn was dort genau entwickelt und verbaut wurde (und das zum ersten Mal in der jüngeren E-Auto-Geschichte überhaupt), ist ein Reluktanzmotor. Das ist das eigentliche Highlight des Model 3, was leider von beinahe allen Berichten übersehen wird. Die Akku-Technologie und sonstigen Neuerungen sind verglichen damit uninteressantes Geplänkel. Dieser Motor ist der Hauptgrund weshalb das Model 3 bei relativ sportlichen Leistungsdaten einen deutlich(!) geringeren Verbrauch aufweist, als die gesamte Konkurrenz. 15kwh/100km (Model 3) vs. 22kwh/100km (Mercedes EQC) vs. 23kwh/100km (Jaguar I-Pace). Das Prinzip eines Reluktanzmotors ist zwar nicht neu, aber die Bauartbedingten Nachteile solcher Motoren konnte bisher kein Hersteller in den Griff bekommen, sodass sich damit ein Auto komfortabel antreiben ließe. Das ist Tesla nun zum ersten Mal gelungen und das könnte dem Unternehmen einen technologischen Vorsprung von Jahren bescheren.

  2. Re: "Permanenterregte Synchronmaschine (PSM)"

    Autor: Luke321 11.10.18 - 15:16

    apedev schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > was dort genau entwickelt und verbaut wurde (und das zum ersten Mal in der
    > jüngeren E-Auto-Geschichte überhaupt), ist ein Reluktanzmotor.

    Nein.

    > die Bauartbedingten Nachteile solcher Motoren konnte bisher kein Hersteller
    > in den Griff bekommen, sodass sich damit ein Auto komfortabel antreiben
    > ließe. Das ist Tesla nun zum ersten Mal gelungen und das könnte dem
    > Unternehmen einen technologischen Vorsprung von Jahren bescheren.

    So ein Blödsinn.
    Der Motor ist ein Synchronmotor mit Innenliegenden Magneten (heißt im Rest der Welt IPM). Durch Reluktanzunterschiede kann man dadurch bei hohen Drehzahlen einen ReluktanzANTEIL nutzen. Das ist weder ein Vorsprung noch zum ersten mal gelungen. BMW und VW verbauen diese Motoren seit Jahren.

  3. Re: "Permanenterregte Synchronmaschine (PSM)"

    Autor: chefin 11.10.18 - 15:34

    ähh was ist so neu am Reluktanzmotor?

    Eigentlich nur das er im Auto verbaut ist. Und das liegt eher dran, das bisher wenig E-Autos auf dem Markt sind. Ansonsten sind Reluktanzmotoren schon lange in anderen Bereiche weit verbreitet. Vorallem überall da wo man eh Frequnzumrichter benötigt weil die Drehzahl geregelt werden muss. Da fällt dann dieser zusätzliche Aufwand nicht ins Gewicht. Die hohe Effizienz weis man aber auch anderweitig zu schätzen.

    Tesla hat also nichts neu erfunden oder ausgereift, sie haben es lediglich als erster bisher in ein Fahrzeug integriert. Und auch das erst im 4. Modell ihrer Baureihen. Wir wissen aber noch garnicht, was andere Hersteller verbauen werden.

  4. Re: "Permanenterregte Synchronmaschine (PSM)"

    Autor: Ach 11.10.18 - 16:04

    Luke321 schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Der Motor ist ein Synchronmotor mit Innenliegenden Magneten (heißt im Rest
    > der Welt IPM). Durch Reluktanzunterschiede kann man dadurch bei hohen
    > Drehzahlen einen ReluktanzANTEIL nutzen. Das ist weder ein Vorsprung noch
    > zum ersten mal gelungen. BMW und VW verbauen diese Motoren seit Jahren.

    So viel ich weis, hat bis dato noch niemand einen Model3 Motor auseinander genommen und seine Erkenntnisse veröffentlicht. Bis zu diesem Ereignis würde ich mich also noch gedulden, bevor ich da irgendwelche ultimativen Behauptungen in die Welt setzen würde. Oder hast du etwa eine Quelle, aus welcher der Aufbau des M3 Motors konkret hervorgeht? Dann nehme ich natürlich alles zurück...

  5. Re: "Permanenterregte Synchronmaschine (PSM)"

    Autor: Luke321 11.10.18 - 16:08

    Ach schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > So viel ich weis, hat bis dato noch niemand einen Model3 Motor auseinander
    > genommen und seine Erkenntnisse veröffentlicht.

    Nun Berichte gibt es genug, auch von Tesla wurde oft kommuniziert dass Permanentmagnete verwendet werden und dass Reluktanz genutzt wird. Dass das Ganze kein Reluktanzmotor sein kann ist jedem der einen Hauch von der Materie versteht klar.
    Edit: Es gibt wohl auch schon einen Teardown.



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 11.10.18 16:09 durch Luke321.

  6. Re: "Permanenterregte Synchronmaschine (PSM)"

    Autor: Ach 11.10.18 - 16:22

    chefin schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------

    >Tesla hat also nichts neu erfunden oder ausgereift, sie haben es lediglich als erster bisher in ein Fahrzeug integriert. Und auch das erst im 4. Modell ihrer Baureihen. Wir wissen aber noch garnicht, was andere Hersteller verbauen werden.

    Ersten sind Reluktanzmotoren tatsächlich über viele Jahrzehnte in Vergessenheit geraten und erst vor ein paar Jahren und im Kontext moderner Steuerungstechnik wiederentdeckt worden, und zweitens hat es bis dato noch niemand geschafft, die asymmetrische Drehmomentbildung im Reluktanzmotor so auszugleichen, dass die Drehmomentabgabe linear, sprich : ruckelfrei und geräuschlos funktioniert. Das wäre dann zusammen mit der Verwendung im Fahrzeug ein Novum. Im Fahrzeug kommt übrigens noch hinzu, dass der Motor im Gegensatz zum industriellen Einsatz, nicht länger mit konstanter Netzfrequenz betrieben wird, sondern mit einem von der Stellung des "Gaßpedals" abhängigen Takt.

  7. Re: "Permanenterregte Synchronmaschine (PSM)"

    Autor: Ach 11.10.18 - 16:26

    Luke321 schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------

    > Nun Berichte gibt es genug, auch von Tesla wurde oft kommuniziert dass
    > Permanentmagnete verwendet werden und dass Reluktanz genutzt wird. Dass das
    > Ganze kein Reluktanzmotor sein kann ist jedem der einen Hauch von der
    > Materie versteht klar.

    Die Möglichkeiten zum Aufbau eines Elektromotors sind vielfältig. Klar ist da nichts,
    solange man es nicht gesehen hat, jedenfalls ist das für mich so.

    > Edit: Es gibt wohl auch schon einen Teardown.

    Kannst du den auftreiben? Das wäre fantastisch.

  8. Re: "Permanenterregte Synchronmaschine (PSM)"

    Autor: Luke321 11.10.18 - 16:44

    Ach schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Steuerungstechnik wiederentdeckt worden, und zweitens hat es bis dato noch
    > niemand geschafft, die asymmetrische Drehmomentbildung im Reluktanzmotor so
    > auszugleichen, dass die Drehmomentabgabe linear, sprich : ruckelfrei und
    > geräuschlos funktioniert.

    Schlägst du uns zum Nobelpreis vor? ;-)
    Geblechte Rotoren in Verbindung mit 3-Phasenstatoren sind seit längerem erforscht und möglich.
    Die Probleme von Reluktanzmotoren sind andere.

  9. Re: "Permanenterregte Synchronmaschine (PSM)"

    Autor: Luke321 11.10.18 - 16:50

    Ach schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Die Möglichkeiten zum Aufbau eines Elektromotors sind vielfältig. Klar ist
    > da nichts,
    > solange man es nicht gesehen hat, jedenfalls ist das für mich so.

    Eigentlich nicht. Die Prinzipien sind immer die selben, die Variation liegt im Detail. Mit Herr Maxwell ist nicht zu spaßen. ;-)
    In diesem Fall eben darin, dass man sich bei einem Synchronmotor bei höheren Drehzahlen einen Reluktanzanteil zu Nutzen macht.

    > Kannst du den auftreiben? Das wäre fantastisch.

    Direkt damit dienen kann ich nicht, mit den Infos am Ende des Artikels (Autor leider hoffnungslos ahnungslos) sollte er aber denke ich schnell zu finden sein.

    https://cleantechnica.com/2018/03/11/tesla-model-3-motor-in-depth/

  10. Re: "Permanenterregte Synchronmaschine (PSM)"

    Autor: Ach 11.10.18 - 17:02

    >Eigentlich nicht. Die Prinzipien sind immer die selben, die Variation liegt im Detail. Mit Herr Maxwell ist nicht zu spaßen. ;-)
    >In diesem Fall eben darin, dass man sich bei einem Synchronmotor bei höheren Drehzahlen einen Reluktanzanteil zu Nutzen macht.

    Ja, so ist das z.B. bei BMW. Nichtsdestotrotz schließe ich aus, dass in diesem Bereich keine Innovationen mehr möglich wären, trotz oder gerade wegen Maxwell, weil der Elektromagnetismus so ein cooles Biest ist mit so vielen Hebeln ist, an denen man ansetzen kann.

    >https://cleantechnica.com/2018/03/11/tesla-model-3-motor-in-depth/

    Den Artikel hab ich doch schon längst gelesen :]. Der stammt noch aus der Zeit vor der Auslieferung des M3 und gibt leider auch nur Vermutungen über den inneren wieder. Muss man abwarten.

  11. Re: "Permanenterregte Synchronmaschine (PSM)"

    Autor: Ach 11.10.18 - 17:11

    >Schlägst du uns zum Nobelpreis vor? ;-)
    >Geblechte Rotoren in Verbindung mit 3-Phasenstatoren sind seit längerem erforscht und möglich.
    >Die Probleme von Reluktanzmotoren sind andere.

    Laut Mathematica ergeben drei nicht sinusförmige Schwingungen im Abstand von 120° in ihrer Addition nie eine Gerade und immer eine Sinuskurve(erst wenn man diese Sinuskurve mit einer um 180° versetzten addiert, ergibt sich eine Gerade, sprich: ein 6 Phasen Reluktanzmotor sollte nicht mehr schwingen). Wieso also holen dir geblechte Rohre in Verbindung mit 3-Phasenstatoren die Drehmoment-Schwingungen heraus? Nobelpreis weiß ich nicht, aber einen sehr, sehr großen Riesenkeks wäre das in jeden Fall wert. Erzähl mal...:].

  12. Re: "Permanenterregte Synchronmaschine (PSM)"

    Autor: Luke321 11.10.18 - 17:26

    Ach schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Ja, so ist das z.B. bei BMW. Nichtsdestotrotz schließe ich aus, dass in
    > diesem Bereich keine Innovationen mehr möglich wären,

    So ist das immer bei IPM. Innovationen sind natürlich möglich nur kommen die mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit nicht aus der Industrie, sondern sind vorher schon länger im Forschungsumfeld bekannt und werden dann adaptiert.

    > Den Artikel hab ich doch schon längst gelesen :]. Der stammt noch aus der
    > Zeit vor der Auslieferung des M3 und gibt leider auch nur Vermutungen über
    > den inneren wieder. Muss man abwarten.

    Aber am Ende wird doch ein Teardown angesprochen?
    Findet man dazu nichts?

  13. Re: "Permanenterregte Synchronmaschine (PSM)"

    Autor: Luke321 11.10.18 - 17:32

    Ach schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Laut Mathematica ergeben drei nicht sinusförmige Schwingungen im Abstand
    > von 120° in ihrer Addition nie eine Gerade und immer eine Sinuskurve(erst
    > wenn man diese Sinuskurve mit einer um 180° versetzten addiert, ergibt sich
    > eine Gerade, sprich: ein 6 Phasen Reluktanzmotor sollte nicht mehr
    > schwingen).

    Aber man verwendet ja eben Sinusstrom.
    Das verstehe ich jetzt nicht ganz, ich glaube wir reden aneinander vorbei.

  14. Re: "Permanenterregte Synchronmaschine (PSM)"

    Autor: Ach 11.10.18 - 17:55

    Luke321 schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------

    > Aber man verwendet ja eben Sinusstrom.
    > Das verstehe ich jetzt nicht ganz, ich glaube wir reden aneinander vorbei.

    Der Strom ist sinusförmig aber der Moment, mit dem die Statormagnete anziehen, schwankt aufgrund der Asymmetrie der Anziehungskräfte, gesehen über den Rotorumfang. Überhaupt beruht das Prinzip des Reluktanzmotors ja auf der Anziehungsasymmetrie, Die Magnete "halten" sich sozusagen an den "Hubbeln" im Drehmomentverlauf fest, welche sich durch die Eisen/Nicht-Eisen Abschnitte ergeben. Im Gegensatz zum Magnetmotor kann der Reluktanzmotor eben nur Anziehungskräfte auf den Stator ausüben und diese auch nicht mehr wie ein Magnetmotor durch ein anschließendes Abstoßen vom Pol nivellieren. So wird die Sinusstromkurve, mit dem die Magnete angeregt werden, in eine Drehmomentkurve mit mehr oder weniger spitzen Drehmoment Peaks übersetzt, so meine ich das.

  15. Re: "Permanenterregte Synchronmaschine (PSM)"

    Autor: Ach 11.10.18 - 18:02

    Luke321 schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------

    > So ist das immer bei IPM. Innovationen sind natürlich möglich nur kommen
    > die mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit nicht aus der
    > Industrie, sondern sind vorher schon länger im Forschungsumfeld bekannt und
    > werden dann adaptiert.

    Das ist halt die Sache bei Tesla. Da vermischen sich Forschung und Entwicklung. Tesla haben sehr gute Ingenieure und sie legen es förmlich drauf an, Problemen innovativ und mit neuen Ansätzen und Ideen zu begegnen.

    > Aber am Ende wird doch ein Teardown angesprochen?
    > Findet man dazu nichts?

    Ich erinnere mich da an ein Video, indem jemand den Antrieb bis zur ersten Getriebeübersetzung öffnet, aber leider auch nicht weiter, wobei derjenige durchgehend von einem Reluktanzmotor spricht.

  16. Re: "Permanenterregte Synchronmaschine (PSM)"

    Autor: Eheran 11.10.18 - 18:25

    >Dieser Motor ist der Hauptgrund weshalb das Model 3 bei relativ sportlichen Leistungsdaten einen deutlich(!) geringeren Verbrauch aufweist, als die gesamte Konkurrenz. 15kwh/100km (Model 3) vs. 22kwh/100km (Mercedes EQC) vs. 23kwh/100km (Jaguar I-Pace).
    Dann muss der Motor bei selber Logik mindestens 45% effizienter sein als die anderen zwei? Also etwa von 90% auf 130% Effizienz... oh wait... so effizienz sind aktuelle Motoren ja schon... und über 100% ist nicht drin... ach menno. Kann der Motor den Unterschied also doch nicht erklären, wenn wir davon ausgehen, dass aktuelle Elektromotoren >68% Wirkungsgrad haben...

  17. Re: "Permanenterregte Synchronmaschine (PSM)"

    Autor: Gamma Ray Burst 11.10.18 - 18:36

    apedev schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > An dem Punkt, würde ich empfehlen noch deutlich tiefer nachzuforschen, denn
    > was dort genau entwickelt und verbaut wurde (und das zum ersten Mal in der
    > jüngeren E-Auto-Geschichte überhaupt), ist ein Reluktanzmotor. Das ist das
    > eigentliche Highlight des Model 3, was leider von beinahe allen Berichten
    > übersehen wird. Die Akku-Technologie und sonstigen Neuerungen sind
    > verglichen damit uninteressantes Geplänkel. Dieser Motor ist der Hauptgrund
    > weshalb das Model 3 bei relativ sportlichen Leistungsdaten einen
    > deutlich(!) geringeren Verbrauch aufweist, als die gesamte Konkurrenz.
    > 15kwh/100km (Model 3) vs. 22kwh/100km (Mercedes EQC) vs. 23kwh/100km
    > (Jaguar I-Pace). Das Prinzip eines Reluktanzmotors ist zwar nicht neu, aber
    > die Bauartbedingten Nachteile solcher Motoren konnte bisher kein Hersteller
    > in den Griff bekommen, sodass sich damit ein Auto komfortabel antreiben
    > ließe. Das ist Tesla nun zum ersten Mal gelungen und das könnte dem
    > Unternehmen einen technologischen Vorsprung von Jahren bescheren.

    1-2 Jahre ... das Ding wurde wahrscheinlich schon auseinandergenommen ... und analysiert ...

    Tesla hätte sogar was davon, wenn sie gleich bleibende / hohe Qualität profitabel mit sinnvoller Stückzahl produzieren würden, zZ sind sie ca 1 Jahr hinter Produktionsplan. Die Qualität ist lausig, und die Produktion sehr teuer. Außerdem scheint die Nachfrage zu hinken.

  18. Re: "Permanenterregte Synchronmaschine (PSM)"

    Autor: Luke321 11.10.18 - 18:46

    Ach schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Der Strom ist sinusförmig aber der Moment, mit dem die Statormagnete
    > anziehen, schwankt aufgrund der Asymmetrie der Anziehungskräfte, gesehen
    > über den Rotorumfang. Überhaupt beruht das Prinzip des Reluktanzmotors ja
    > auf der Anziehungsasymmetrie,

    Bei synchron Reluktanzmotoren eben nicht. Da verwendet man den gleichen Stator wie bei Synchron oder Asynchronmaschinen und erzeugt ein Drehfeld, dem der Rotor folgt. Das ist dann nicht mehr oder weniger wellig als ein Synchronmotor. Was du meinst sind geschaltete Reluktanzmotoren.

  19. Re: "Permanenterregte Synchronmaschine (PSM)"

    Autor: Luke321 11.10.18 - 18:49

    Ach schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Das ist halt die Sache bei Tesla. Da vermischen sich Forschung und
    > Entwicklung. Tesla haben sehr gute Ingenieure und sie legen es förmlich
    > drauf an, Problemen innovativ und mit neuen Ansätzen und Ideen zu
    > begegnen.

    Auch nicht mehr als bei anderen. Die Forschung die beispielsweise notwendig war um die Model 3/BMW Motoren oder auch Transversalflussmaschinen zu entwickeln wird niemals ein Unternehmen stehmen. Viel zu teuer und auch viel zu risikoreich. Da darf man sich nicht von Marketing blenden lassen. Es wird sehr selten vorkommen, dass ein Unternehmen etwas auf den Markt bringt, was die unanhängige Forschung so noch nicht gesehen hat.

    > Ich erinnere mich da an ein Video, indem jemand den Antrieb bis zur ersten
    > Getriebeübersetzung öffnet, aber leider auch nicht weiter, wobei derjenige
    > durchgehend von einem Reluktanzmotor spricht.

    Hmm das ist natürlich blöd. Reluktanzmotor ist es wie gesagt mit Sicherheit keiner. ;-)

  20. Re: "Permanenterregte Synchronmaschine (PSM)"

    Autor: oxybenzol 11.10.18 - 19:02

    Eheran schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > >Dieser Motor ist der Hauptgrund weshalb das Model 3 bei relativ
    > sportlichen Leistungsdaten einen deutlich(!) geringeren Verbrauch aufweist,
    > als die gesamte Konkurrenz. 15kwh/100km (Model 3) vs. 22kwh/100km (Mercedes
    > EQC) vs. 23kwh/100km (Jaguar I-Pace).
    > Dann muss der Motor bei selber Logik mindestens 45% effizienter sein als
    > die anderen zwei? Also etwa von 90% auf 130% Effizienz... oh wait... so
    > effizienz sind aktuelle Motoren ja schon... und über 100% ist nicht drin...
    > ach menno. Kann der Motor den Unterschied also doch nicht erklären, wenn
    > wir davon ausgehen, dass aktuelle Elektromotoren >68% Wirkungsgrad haben...

    Auch ein E-Motor hat einen drehzahlabhängigen Wirkungsgrad. Model S/X mit 2 Motoren haben ne größere Reichweite als diese mit einem, obwohl ein zusätzlicher Motor das Gewicht erhöht. Beim Modell 3 mit 2 Motoren gibts dagegen kein Plus an Reichweite. Ob das aber bedeutet, dass
    im 3er ein anderer Motor verbaut wurde oder ob man bei der Integration geschlampt hat, kann ich nicht sagen.

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