Leistungsfluss im Toyota Hybridantrieb

Hallo,

das Planetengetriebe verkoppelt mechanisch die drei rotierenden 
Aggregate, Verbrennungsmotor, Elektromotor/Generator und Abtrieb zu den 
Rädern. Je nachdem, welches der beteiligten Aggregate schneller oder 
langsamer zu drehen versucht, nimmt es Leistung auf oder gibt Leistung 
ab. Das Planetengetriebe stellt somit einen mechanischen 
Leistungsverteiler dar. Es läuft immer , zumindest in Teilen mit. Z.B. 
bei stehendem Verbrennungsmotor steht dieser Anschluß still, E-Motor und 
Abtrieb bewegen sich jedoch.

"Können die Elektromotoren/Generatoren die Übersetzung von Benzinmotor 
zu Rädern steuern, ohne nennenswert Leistung übertragen zu müssen?"

Ja, indem sie ein bestimmtes variables Drehzahlniveau vorgeben, welches 
die "Übersetzung" vom Verbrenner zum Abtrieb bestimmt.

Einen geringen mechanischen Verlust wird es durch das Planetengetriebe 
immer geben, da es aber auf Lebensdauer ausgelegt ist, wird es als 
zentrales Bauteil des Antriebs ebenso wie die Lagerungen der 
Elektromotoren auf ein Optimum aus Gewicht, Baugröße und sinnvoller 
Standfestigkeit in Betriebsstunden ausgelegt sein. Ebenso wird in der 
elektronischen Ansteuerung ein vernachlässigbarer Anteil Energie 
verloren gehen. Der Hybridantrieb ermöglicht es, die stark 
verlustbehafteten Betriebszustände des Verbrennungsmotors, wie langsame 
Fahrt im Ort, Schleichen und Stehen im Stau, Parkplatzsuchverkehr, 
elektrisch fahren zu können. Im höheren Leistungsbereich über 50 km/h 
geht es ohne den Verbrennungsmotor nicht mehr. Somit was Aufwand und 
Nutzen angeht, eine sehr sinnvolle Konstruktion, zumal nur Benzin 
gebraucht wird, aber kein Stromanschluß. Der Verbrennungsmotor ist 
speziell optimiert auf den Betrieb am Planetengetriebe.

Im Prinzip lösen sich Deine Fragen durch eine genaue Betrachtung der 
Funktionsweise eines Planetengetriebes auf.

MfG

Das Plantetengetriebe, welches uebrigens Teil eines jeden 
Automatikgetriebes ist, macht, dass der Motor im optimalen 
Drehzahlbereich laeuft.
Mir fiel zB auf, dass der Lastfluss auf der Autobahn mit Tempomat immer 
zwischen Laden-Entladen hin und her pendelt.
Die Batterie hat uebrigens nur eine bescheidene Reichweite. Von 
vielleicht 1-2km. Und das auch nur im Roll-Modus in der Ebene. Und bei 
30kmh ist Schluss. Bei zu starker Beschleunigung schaltet der Benziner 
auch zu.

Leider hat der Lademanagement Algorithmus keine Ahnung von Topographie. 
Oft  ist man in der Hoehe mit der Batterie voll. Dh den Berg runter ist 
dann nichts mit Laden.

Hier wird es anschaulich gezeigt, allerdings auf ausländisch:

https://m.youtube.com/watch?v=jNuixuVhc5E

https://m.youtube.com/watch?v=ZmHpSyTsfm0

MfG

"Also im Prinzip gibt es ein festes Verhältnis zwischen Geschwindigkeit 
und Benzinmotordrehzahl, "

Nein, das Verhältnis ist prinzipbedigt variabel. Die Steuerung sorgt für 
einen sinnvollen Wert mit Hilfe des Elektromotors und des Generators. 
Natürlich erfordert dies Energie, wieviel wird aber nirgends erwähnt. Es 
ist nirgendwo von Kühlung der Elektrokomponenten die Rede. Bei einem 
Antrieb mit 100 kW werden schätzungsweise 200 kW bei Vollast als Wärme 
abgeführt. Da bleibt noch viel Spielraum.


" muss exakt das Verhältnis der Abweichung zur Drehzahl elektrisch 
übertragen werden."
"und der elektrische Pfad muss maximal die Abweichung bis zum nächsten 
Gang ausgleichen, oder? "

Ohne daß elektrische Aggregate auf das Planetengetriebe einwirken, 
funktioniert es überhaupt nicht. Einen Gang gibt es gar nicht. Man würde 
vermutlich auch nicht anschieben können.





https://www.kfztech.de/kfztechnik/alternativ/prius.htm

"Das Planetengetriebe verteilt je nach Betriebszustand die Leistung des 
Vierzylinders zu den Rädern oder zum Generator. Damit kann der Motor, 
ähnlich dem seriellen Hybriden, möglichst häufig im Bereich des 
optimalen Verbrauchs laufen. Das Planetengetriebe macht ein 
Schaltgetriebe und eine Kupplung überflüssig.  "

Der Motor dreht schneller, je mehr Drehmoment man abfordert, ähnlich wie 
beim DAF Variomatic.


MfG