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Forum: Fahrzeugelektronik Messdaten zur Effizienz von Elektro-/Hybridfahrzeugen


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Autor: Ingenieur (Gast)
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Ich interessiere mich für Messdaten an Umrichterantrieben für 
Elektrofahrzeugen und speziell auch Hybridantrieben.

Letztere funktionieren ja bisweilen so, dass aus dem Benzin ein 
Drehmoment wird, welches mit einem Generator direkt in elektrische 
Energie umgesetzt wird, welche aber nicht oder nur zum Teil in die 
Batterie fließt, sonder direkt im Elektromotor umgesetzt wird.

Der Benzinmotor arbeitet dazu offenbar in einem derart guten 
Arbeitsbereich, dass dessen Wirkungsgrad so sehr viel höher ist, als er 
beim Durchfahren der Kennlinie wäre und sich das doppelte Umwandeln in 
zunächst Elektrik, dann wieder in Mechanik lohnen muss.

Fragen:

Welchen Wirkungsgrad kann man für eine solche Kette mit Generator, 
Umrichter, Speicher, Umrichter, Motor und Drehmomentanbindung annehmen?

Generatoren haben ich bei Industrieanalagen im kW-Bereich um 92%, 
AD-DC-Umrichter um 97%, DC-AC-Umrichter um 94% und Speicher bei 97% 
(Kondensatoren) sowie 88% bei Akkus abhängig vom Strom.

Hat da jemand was?

Autor: Bernd K. (prof7bit)
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Ingenieur schrieb:
> sowie 88% bei Akkus

Ich hab was von deutlich über 90 gelesen.

Autor: Ing. (Gast)
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Ingenieur schrieb:
> Kette mit Generator, Umrichter, Speicher, Umrichter, Motor und
> Drehmomentanbindung

Sog. Serieller Hybrid, ist eher selten, da alle Komponenten für die 
Nennleistung ausgelegt werden müssten. Besser ist garnicht soviel hin 
und her zu wandeln, siehe Toyota Prius.

Autor: Ingenieur (Gast)
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Ing. schrieb:
> Besser ist garnicht soviel hin
> und her zu wandeln, siehe Toyota Prius.

Das ist aber die typische Betriebsart und eben genau beim 
Toyota-Hybridsystem. So wird es u.a. im Priusforum dargestellt:

Die überzählige Leistung, die beim geringem Tempo nicht verwendet werden 
kann, geht in den Akku und später von dort wieder in den Motor, wenn er 
z.B. allein elektrisch fährt. Der Motor ist also teilweise im 
Generatorbetrieb mit negativem Moment. Beim Rekuperieren, also dem 
Wiedergewinnen der Energie beim Bremsen, macht der sogar ganz alleine 
den Generator.

Eine andere mögliche Betriebsart ist das dynamische teilelektrische 
Fahren: Tritt man auf das Gas, geht der Benzinmotor direkt in den 
optimalen Drehzahlbereich und liefert seine vollen PS, der Generator 
erzeugt Strom, der in den Elektro-Motor geht, welcher sogar rückwärts 
läuft, um die Drehzahlanpassung zu machen, dann immer langsamer wird, 
damit das Auto schneller wird - bei stets positvem Gegenmoment im Motor 
nach "vorn".

Die Drehmomente werden dabei addiert und das Fahrzeug hat während des 
gesammten Drehzahlbereichs die vollen PS des Systems.

Autor: Ingenieur (Gast)
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Bernd K. schrieb:
> Ich hab was von deutlich über 90 gelesen.

Das Ganze hängt auch stark von der Temperatur ab, wie ich sehe. Und die 
Ströme, die im Akku fließen erzeugen wohl ziemliche Verluste. Die 
Selbstentladung ist wohl eher gering.

Ich habe mal überschlagen, dass in der ungünstigsten Kette, etwa 65% der 
Energie wieder kommen. Bei einem günstigen Motorwirkungsgrad von knapp 
40% (so wird es von den Experten angegeben) kämen da immerhin noch >25% 
Wirkunggrad bei raus. Ein schlecht laufender Automotor im 
Niederlastbetrieb hat 15% und weniger. Das würde die starke Ersparnis 
des Hybridsystems erklären.

Autor: Ing. (Gast)
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Ingenieur schrieb:
> Das ist aber die typische Betriebsart und eben genau beim
> Toyota-Hybridsystem.

Das Toyota System ist kein serieller Hybrid. Beim letzteren wird die 
gesamte mechanische Leistung in elektrische gewandelt und anschließend 
verteilt. Das ist ungünstig wegen der Wirkungsgradkette und dem Gewicht 
der Komponenten. Toyota macht es ausgeklügelter, da das hin und 
herwandeln auf ein sinnvolles Minimum reduziert wird.

Autor: Bernd K. (prof7bit)
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Ingenieur schrieb:
> Das würde die starke Ersparnis
> des Hybridsystems erklären.

Das Rekuperieren würde ich auch nicht unterschätzen als Quelle von 
großer Ersparnis. Gerade im Stop&Go-Verkehr in der Stadt fällt ja beim 
reinen Verbrenner die Effizienz ins Bodenlose, dem Hybrid oder auch dem 
Elektroauto macht das gar nichts aus, manchmal verbraucht er in der 
Stadt sogar noch weniger als auf Langstrecken.

Autor: Ingenieur (Gast)
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Bernd K. schrieb:
> manchmal verbraucht er in der
> Stadt sogar noch weniger als auf Langstrecken.

Klaro, er verbaucht besonders in der Standt weniger, als auf 
Langstrecken, weil das Fahren in der Stadt so extrem wechselhaft ist, 
dass der Vorteil der effektiven Beschleunigung durch den E-Motor wirkt. 
Das sehen wir auch in anderen Bereichen, die nicht Automotive sind. Das 
Rekuperieren macht allerdings nur in Extremsiuationen des permanenten 
Beschleunigen und Bremsen etwas aus. Normal ist ja, den Wagen wenn 
möglich ausrollen zu lassen - auch beim "Auto 1.0" bringt das ja den 
Spareffekt.

Ich habe zu den möglichen Ersparnissen folgende Tabelle vorliegen, 
welche sich auf simulierte Fahrten auf einem Messstand beziehen. Da 
werden allemöglichen Fahrten mit und ohne Hybridfunktion getestet, wobei 
das Auto ansonsten indentisch ist. Die Werte sind höher, als das, was 
die Hersteller gerne behaupten, weil sie laut Messingenieur mit realen 
Autos der Serie, normalen Reifen mit voller Belastung durch 
Klimaanalage, Radio und allen Verbrauchern ermittelt wurden und das mit 
normalem Benzin ohne extra Magereinstellung.

---------------------------------------------------------

Beschleunigungsversuch von 0 auf 50 mit vollständiger Bremsung ohne / 
mit optimaler Rekuperation : 24,3 / 13,8
Beschleunigungsversuch von 0 auf 50 mit optimalem Ausrollen ohne / bei 
minimaler Rekuperation 7,6 / 5,9

Konstantfahrversuch 30min Tempo 150 ohne / mit maximaler 
Elektrohybridfunktion 6,9 / 6,6
Konstantfahrversuch 30min Tempo 120 ohne / mit maximaler 
Elektrohybridfunktion 5,6 / 4,9
Konstantfahrversuch 30min Tempo 80 ohne / mit maximaler 
Elektrohybridfunktion 4,9 / 3,8
Konstantfahrversuch 30min Tempo 50 ohne / mit maximaler 
Elektrohybridfunktion 4,3 / 3,4
Konstantfahrversuch 30min Tempo 30 ohne / mit maximaler 
Elektrohybridfunktion 3,8 / 2,7

Wechselfahrbetrieb innerstädtisch, Viertelmix Stehen, Anfahren, Fahren, 
Ausrollen ohne / mit Hybrid 8,8 / 5,7
Staufahrbetrieb innerstädtisch, Drittelmix langes Stehen, Anfahren, 
Ausrollen ohne / mit Hybrid 12,1 / 7,7
Staufahrbetrieb innerstädtisch, Drittelmix wenig Stehen, Anfahren, 
Ausrollen ohne / mit Hybrid 10,3 / 7,2

-------------------------------------------------------------------

Es ist ersichtlich, dass der Hybrid besonders in der Stadt und im Stau 
auf der Autobahn ernorm sparen kann und kaum Vorteile hat, wenn konstant 
gefahren wird. Ist auch irgendwie logisch.

Was auch rausgekommen ist:

1. Klimaanlage, Beleuchtung und der Rest des Autos, machen bis zu 0,9l 
die Stunde an Verbauch. Beim Hybrid sind es auch weniger, weil der es 
besser hinbekommt, elektrische Energie zu erzeugen.

2. Erhöhter Reifendruck, optmierte Kraftstoffeinspritzung und das 
Weglassen jeglicher Standardverbaucher bei Testwagen machen bis zu 0,4l 
scheinbaren Wenigerverbrauch bei den Kraftstofftests aus

3. Einige Bordcomputer lügen beim Verbrauch zwischen 5%..10% vom 
Verbrauch einfach weg, gegenüber dem, was man tanken muss. Bis zu 2% 
davon kommen vom Lügen der Zapfsäulen.

Autor: Ingenieur (Gast)
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Um jetzt nochmals auf meine Frage zum Beginn zurück zu kommen:

Nehme ich den Verbrauchswert für das 100%-Gasgeben/Bremsen, dann kommt 
der Energiebedarf beim Hybridauto auf 13,8 / 24,3 = 0,57.

Durch Raten und Ausprobieren habe ich gefunden, dass wenn ich immer 43% 
von einer Menge zurückbekomme, bei einem Endwert von 100% + 43% + 
43%*43% ... = 175% lande. Durchdividiert ergibt es einen Bedarf von 
100/175 = 0,57.

Die 43% scheinen mir aber recht wenig für das reine Rückgewinnen. Ich 
denke, dass man da andere Verbräuche noch abziehen muss. Ich rechne 
jetzt diesen Test mit jeweils 25km/h Durchschnitt und damit einer 
Testzeit von 4h hochgerechnet. Somit sollten 4x der Grundbedarf des 
Autos mit in den Werten stecken. Sagen wir einfach 0,8*4.

Die bereinigten Verbräuche wären demnach: 10,6 / 21.1 = 0,51. Somit 
müssten etwa 50% beim Rekuperieren zurückkommen. Das wäre der effektive 
Wirkungsgrad inklusive Speicherung.

Andere Meiungen?

Autor: Jürgen W. (Firma: MED-EL GmbH) (wissenwasserj)
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Günstig gerechnet:

Benzinmotor      :  35%
Generator        :  95%
Frequenzumrichter:  95%
Motor            :  95%

V.a. bei Teillastbetrieb in der Stadt mit insgesamt 30% deutlich besser 
als ein reiner Benziner - mit dem Vollastbetrieb des Benziners (bei 
gleichzeitiger Akkuladung) ist der Motor außerdem schneller auf 
Betriebstemperatur.

Vermutete Vorteile:
* Kein Getriebe
* Keine Kupplung
* Kein separater Starter
* Keine separate Lichtmaschine
* Evtl. Chance auf minimalistische Abgasreinigung.
* Rekuperation (also zum einen Rückgewinnung, außerdem weniger 
Bremsenverschleiß)
* Da der E-Motor ein sehr hohes Drehmoment auch bei niedriger Drehzahl 
aufweist (also beim Wegfahren) kann ein vergleichsweise schwachbrüstiger 
Benzinmotor mit z.B. max. 40PS zum Einsatz kommen.

: Bearbeitet durch User
Autor: T. N. (technick2)
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J. W. schrieb:
> Benzinmotor      :  35%
Laut Toyota sogar bis zu 42% auf der neuen Plattform für C-HR, Corolla 
und Prius4

> Generator        :  95%
Diese kleinen Generatoren nehme ich mehr, als 90% nicht ab. Es gibt auch 
Stromverluste. Eher unter 90%.

> Frequenzumrichter:  95%
Sehr optimistisch. Für konstante Frequenzen und hohe Ströme gfs. Keine 
Ahnung. Habe letzterding mal was von 99% gelesen, war aber eine 
Einrichtung mit Hochspannungswerk.

> Motor            :  95%
Nee, Nie und nimmer.


> Vermutete Vorteile:
> * Kein Getriebe
Doch, ecvt, also mit Planetengetriebe, grundsätzlich mit etwas mehr 
Verlusten, als eine Vollkupplung.

> * Keine Kupplung
Ja, allerdings muss der E-Motor laufen, wenn der Verbrenner läuft.

> * Kein separater Starter
Doch, der eine E-Motor funktioniert als Starter und wirft den Verbrenner 
an. Oft auch unnögt, weil er gerade erst ausgegangen ist.

> * Keine separate Lichtmaschine
Naja, der Generator wird eben doppelt genutzt. Kann aber sein, dass der 
effektiver ist.

> * Evtl. Chance auf minimalistische Abgasreinigung.
Die müsste aber doch dieselbe sein, oder?

> * Rekuperation (also zum einen Rückgewinnung, außerdem weniger
> Bremsenverschleiß)
Die Toyotafahrer jammern über frühzeitig verrostete Bremsen, vor allem 
bei denen, die nicht in Japan gebaut werden.

> * Da der E-Motor ein sehr hohes Drehmoment auch bei niedriger Drehzahl
> aufweist (also beim Wegfahren) kann ein vergleichsweise schwachbrüstiger
> Benzinmotor mit z.B. max. 40PS zum Einsatz kommen.
Immerin ist es ein 100PS Motor, beim neuen Corolla sogar ein 
150PS-Motor.

Nachteil des Hybridantriebs: Ist die Batterie gerade leer gefahren und 
man fährt Volllast den Berg hoch, hat man nur ein 99PS-Auto und dieses 
wiederum hat keine Chance, die Batterie zu laden.
Dann tritt man aufs Gas und es kommt nix.

Autor: michael_ohl (Gast)
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ist auch beim E-Auto so. In der Stadt schaffe ich normalerweise gut 
100km. Überland mit etwa 70km/h wie heute meist auf Landstraßen erlaubt 
130km und schnell auf der BAB 70km. Rekuperieren ist lange nicht so gut 
wie gleichmäßiges fahren.

mfG
Michael

Autor: MaWin (Gast)
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Ing. schrieb:
> Sog. Serieller Hybrid, ist eher selten, da alle Komponenten für die
> Nennleistung ausgelegt werden müssten

Eben nicht.

Das übliche Auto hat einen 150kW Motor, um Beschleunigungswerte unter 
10s und Geschwindigkeiten ab 200 erreichen zu können.

Benutzt werden davon im Stadt- und Landstrassenverkehr gerade mal 40kW 
(wegen der schweren SUV bzw. Akkus, leichte Autos brauchen nur 28kW)

Ein serieller Hybrid müsste nur einen 40kW Benzinmotor besitzen, 40kW 
Generator, und einen kleinen Akku der auch nicht für die gesamte Fahrt 
reicht, dafür einen Benzintank.

Auch die Elektromotoren müssten keine 150kW (4x40kW) Modelle sein, weil 
das wegen der begrenzen Akkukapazität sowieso keine Dauerleistung 
sondern nur Kurzzeitleistung zur Beschleunigung sein kann, nur der 
Umrichter (ESC) müsste 150kW (4x37.5kW, 3x4x12.5kW) schaffen.

Damit könnte dieser Hybrid genau so schnell beschleunigen wie ein 
Benziner, hätte weniger Gewicht als ein rein akkubetriebenes 
Elektroauto, kann in der Stadt rekuperieren, und wäre nur auf der 
Autobahn nicht in der Lage, längere Zeit hohe Geschwindigkeit zu halten.

Daher aktuell die Abkehr der Autokonzerne, die unbegrenzte 
Autobahngeschwindigkeit in Deutschland weiter zu fordern, und der 
Vorstoss, doch so wie alle anderen Länder ein generelles Tempolimit bie 
120 oder 130 einzuführen.

Kleine Dieselmotoren die als Generatorantrieb ständig im optimalen 
Betriebspunkt arbeiten erreichen Wirkungsgrade von 58%, Benzin 50%. Auch 
die Baugrösse liegt deutlich kleiner als aktuelle Automotoren, weil der 
Hubraum viel kleiner sein darf, unter 500ccm, 2 oder 3 Zylinder oder gar 
andere Konstruktionen, ist der gesamte Motor nur halb so gross (Smart 
Nähmaschinenmotor).

Die restliche Hybridkette liegt zwischen 88 und 90%.

Autor: Bernd K. (prof7bit)
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MaWin schrieb:
> und einen kleinen Akku der auch nicht für die gesamte Fahrt
> reicht,

Wie wird es realisiert daß der kleine Akku binnen Minuten wieder 
vollgeladen werden kann ohne dabei Schaden zu nehmen? Welche Ladeströme 
(im Verhältnis zur Akkukapazität) treten hier auf und wie verkraftet der 
Akku das?

Autor: A. K. (prx)
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Vom Nissan Leaf hörte ich, dass per Rekuperation ca 70% wiedergewonnen 
werden. Woher diese Information letztendlich stammt, weiss ich aber 
nicht.

Autor: A. K. (prx)
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Die Toyota Prius und Yaris haben meist einen NiMH Akku: 
https://www.priuswiki.de/index.php?title=Hybrid-Batterie

Details zur Rekuperation:
https://www.priuswiki.de/index.php?title=Rekuperations-Wirkungsgrad

: Bearbeitet durch User
Autor: MaWin (Gast)
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Bernd K. schrieb:
> Wie wird es realisiert daß der kleine Akku binnen Minuten wieder
> vollgeladen werden kann ohne dabei Schaden zu nehmen? Welche Ladeströme
> (im Verhältnis zur Akkukapazität) treten hier auf und wie verkraftet der
> Akku das?

Da der Akku die Ströme liefern kann, die für 150kW Motoren nötig sind 
(oder zumindest 150-40), hat er auch kein Problem, den Ladestrom des 
40kW Generators anzunehmen.

Interessanter ist der Ladestrom beim Bremsen durch Rekuperation, da 
hätte man gerne mehr als 150kW Bremsleistung, sprich 8 Sekunden von 100 
auf 0 :-)

Weil die Akkus das nicht bringen, muss es zusätzlich mechanische Bremsen 
geben, was die Rekuperation natürlich ruiniert.

Autor: A. K. (prx)
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Ebendort:

"Einige Experten gehen davon aus, dass in der Entwicklung dieser 
Batterie ein Hauptgrund für den Vorsprung von Toyota bei 
Hybridfahrzeugen steckt."

"Da die Widerstandsverluste in den Leitungen und der Batterie jedoch 
auch von der Stromstärke abhängen (P = I2R), empfiehlt es sich, immer 
mit so geringer Leistung wie möglich zu bremsen - also im Extremfall nur 
Auszurollen."

"... Dadurch treten weniger ohmsche und auch coloumbmetrische Verluste 
beim Laden / Entladen der Batterie auf, und es können höhere Leistungen 
von der Batterie verlangt werden (ca. 40 kW statt 20 kW 
Spitzenleistung)."

Bei solchen Hybriden mit gegenüber Stromern sehr kleinen Pufferakkus ist 
also die Leistungsfähigkeit des Akkus tatsächlich ein kritischer Faktor, 
ladend wie entladend. Die viel gösseren Akkus der reinen Stromer sind 
naturgemäss leistungsfähiger und verlustärmer.

: Bearbeitet durch User
Autor: Ing. (Gast)
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MaWin schrieb:
> Ein serieller Hybrid müsste nur einen 40kW Benzinmotor besitzen, 40kW
> Generator, und einen kleinen Akku der auch nicht für die gesamte Fahrt
> reicht, dafür einen Benzintank.
>
> Auch die Elektromotoren müssten keine 150kW (4x40kW) Modelle sein, weil
> das wegen der begrenzen Akkukapazität sowieso keine Dauerleistung
> sondern nur Kurzzeitleistung zur Beschleunigung sein kann, nur der
> Umrichter (ESC) müsste 150kW

Bring Nennlast und Dauerlast nicht durcheinander.

MaWin schrieb:
> Damit könnte dieser Hybrid genau so schnell beschleunigen wie ein
> Benziner

Wie gesagt wenn der ganze Strang die ganze Leistung umsetzen kann. 
Bleiben immer noch die Nachteile der Masse und Wirkungsgradkette. 
Sinnvoller sind andere Konzepte, die die machanische Leistung des 
Verbrenners direkt zum Antrieb nutzen und nicht erst elektrisch und 
wieder mechanisch wandeln, daher mein Hinweis zum Prius.
Lastanhebung und rekuperatuon hat der auch, ohne Nachteile eines 
seriellen Hybrids.

MaWin schrieb:
> Kleine Dieselmotoren die als Generatorantrieb ständig im optimalen
> Betriebspunkt arbeiten erreichen Wirkungsgrade von 58%, Benzin 50%.

Bei der Größe eines Schiffsdiesels?


 Auch
> die Baugrösse liegt deutlich kleiner als aktuelle Automotoren, weil der
> Hubraum viel kleiner sein darf, unter 500ccm, 2 oder 3 Zylinder oder gar
> andere Konstruktionen, ist der gesamte Motor nur halb so gross (Smart
> Nähmaschinenmotor).

Wenn das alles so einfach und leistungsfähig ist, warum wird gibts nicht 
mehr davon?

> Die restliche Hybridkette liegt zwischen 88 und 90%.

Mehr Wunsch als Wirklichkeit.

Autor: Udo S. (urschmitt)
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Ingenieur schrieb:
> Normal ist ja, den Wagen wenn
> möglich ausrollen zu lassen

Falsch, normal ist es den bremsenden Effekts des Verbrennermotors im 
reinen Schubbetrieb zu benutzen um langsam zu bremsen. Wenn man den 
Motor auskuppelt kann man auch da noch einiges rekuperieren.


Ing. schrieb:
> Bei der Größe eines Schiffsdiesels?

Nein, auch bei kleineren inzwischen. Deine 35-40% gelten für alte 
Saugmotoren.

: Bearbeitet durch User
Autor: Bernd K. (prof7bit)
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Udo S. schrieb:
> Falsch, normal ist es den bremsenden Effekts des Verbrennermotors im
> reinen Schubbetrieb zu benutzen um langsam zu bremsen. Wenn man den
> Motor auskuppelt kann man auch da noch einiges rekuperieren.

Aber auch mit Motorbremse kann man in der Stadt nicht vor jeder Ampel 
komplett ausrollen, das ist unrealistisch, dafür stehen die Ampeln zu 
dicht und die Ampelphasen sind zu kurz bzw. das nächste Rot kommt 
oftmals immer vollkommen unerwartet weil die Ampeln nicht vernünftig 
synchronisiert sind.

Autor: Udo S. (urschmitt)
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Bernd K. schrieb:
> Aber auch mit Motorbremse kann man in der Stadt nicht vor jeder Ampel
> komplett ausrollen, das ist unrealistisch

Klar, aber es ging mir primär um seine Aussage, daß das rekuperieren nur 
beim starken Bremsen was bringt. Er hatte schlicht die Bremswirkung des 
im Schubbetrieb laufenden Verbrenners vergessen.

Autor: Axel L. (axel_5)
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Mein Verständniss ist, dass man beim Hybrid die Ventilsteuerung des 
Verbrenners ganz anders auslegen kann, so daß die zwar wesentlich 
effizienter im mittleren Drehzahlbereich laufen, aber weniger Drehmoment 
beim Anfahren haben. Das geringere Drehmoment kann durch den E-Motor 
kompensiert werden, aber den geringeren Verbrauch hat man immer. Was 
letztlich dazu führt, dass der auch auf der Langstrecke günstigere 
Verbräuche erzielen könnte.

Gruß
Axel

Autor: Bernd K. (prof7bit)
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Ich habe einen Elektroroller der über Einschübe für zwei Batterien a 
2kWh verfügt, betreibe ihn aber nur mit einer Batterie. Da die Batterien 
vom Nutzer jederzeit entnommen und wieder eingesetzt werden können haben 
die Chinesen kurzerhand zwei dicke Diodenbänke eingebaut um 
Ausgleichsströme von einer in die andere Batterie zu vermeiden und 
gleichzeitig die Rekuperation deaktiviert.

Ich habe dann auf einer Seite die Diode überbrückt (da ich ja nur einen 
Einschub nutze) und die Rekuperation wieder eingeschaltet.

Bei einer anschließenden ausgiebigen Testfahrt quer durch Hannover mit 
hunderten von Ampeln und absichtlich aggressiver Fahrweise 
(0->50->0->50... etc.) aber unter fast ausschließlicher Verwendung der 
Rekuperationsbremse (hab sie ziemlich kräftig eingestellt) bis der Akku 
leer war ist es mir erstmals seit Besitz dieses Rollers gelungen mit 
einem Akku die 60km Reichweite zu knacken und hatte laut Bordcomputer 
sogar noch einige km übrig. Vorher war nie mehr drin als 55 auf der 
letzten Wattstunde gerade noch so (Gemischt Überland / Stadt) und bei 
dieser aggressiven Fahrweise (Nur Stadt und übertriebenes 
Beschleunigen/Bremsen) sogar normalerweise eher noch weniger.

Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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Udo S. schrieb:
> Klar, aber es ging mir primär um seine Aussage, daß das rekuperieren nur
> beim starken Bremsen was bringt. Er hatte schlicht die Bremswirkung des
> im Schubbetrieb laufenden Verbrenners vergessen.

Warum sollte der Verbrenner noch im Schubbetrieb sein? Das vom-Gas-Gehen 
ist doch gerade der Trick, dass der Motor kein Benzin mehr bekommt. Oder 
meintest du das?

In jedem Fall ist es so, dass der nicht ausgekuppelte Motor mitunter 
ungewollt mitbremst. Will man das nicht, muss man auskuppeln aber dann 
auch ausschalten. Das hat allerdings zur Folge, dass beim normalen Auto 
dann so einiges ausfallen würde.

Beim Hybrid ist das nicht so, weil der Zustand "Motor aus" ein gültiger 
Fahrzustand ist und Vieles wie z.B: Servolenkung dort rein elektrisch 
funktioniert.

Zum Rekuperieren Folgendes:

Es ist richtig, dass man nicht die volle Bremsleistung in die Batterie 
zurückbekommt. Beim meinem Auris z.B. ist es so, dass einfaches 
vom-Gas-Gehen eine leichte und lockeres Bremsentreten eine starke 
Rekuperation auslösen. Diese wird angezeigt und man kann es steuern. Das 
ist recht gut zu dosieren, es sein denn man muss wirklich massiv auf die 
Bremse.

Bei den meisten Manövern bekommt man also die Energie so weit wie 
möglich zurück.

Richtig ist aber auch, was oben gesagt wurde, nämlich, dass die meiste 
Energie fürs Fahren an sich drauf geht und nicht in die kinetische 
Energie des Beschleunigens. Einmal den Wagen in Gang setzen ist so wie 
100m fahren, würde ich mal sagen. Umgekehrt haut das aber beim Stau 
richtig rein.

Der Hybrid lohnt sich immer dann, wenn die Geschwindigkeit geändert 
wird, weil der Zusatzmotor das einfach besser kann und es elektrisch 
sehr fein dosiert zu steuern ist. Das gilt um so mehr, je dynamischer 
man unterwegs ist.

Deshalb ist auch das hier nicht verwunderlich, wenn man den Effekt 
gedanklich überträgt:

Bernd K. schrieb:
> bei
> dieser aggressiven Fahrweise (Nur Stadt und übertriebenes
> Beschleunigen/Bremsen) sogar normalerweise eher noch weniger.

Beim Normalfahrzeug wird die Energie beim Bremsen immer vernichtet.

Autor: Ing. (Gast)
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Udo S. schrieb:
> Nein, auch bei kleineren inzwischen. Deine 35-40% gelten für alte
> Saugmotoren.

Dann nenn uns doch mal bitte ein paar kleine Verbrennermotörchen mit 58% 
Wirkungsgrad.

Autor: Batzi (Gast)
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Ing. schrieb:
> Dann nenn uns doch mal bitte ein paar kleine Verbrennermotörchen mit 58%
> Wirkungsgrad.

Sicher handelt es sich dabei um den neuen VW-Motor mit Boschsoftware. 
Die Boschsoftware hat einen sekundären Wirkungsgrad von 135%, was aus 
einem normalen Benzinmotor einen VW-Hypermotor macht.


A. K. schrieb:
> Die viel gösseren Akkus der reinen Stromer sind
> naturgemäss leistungsfähiger und verlustärmer.

Warum sollte das so sein?

Autor: Bernd K. (prof7bit)
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Batzi schrieb:
> A. K. schrieb:
>> Die viel gösseren Akkus der reinen Stromer sind
>> naturgemäss leistungsfähiger und verlustärmer.
>
> Warum sollte das so sein?

Weil sie im Verhältnis zu ihrer Kapazität nicht so sehr belastet werden. 
Der winzige Hybridakku muss mörderische Lade- und Entladeströme von 100C 
wegstecken, der im E-Auto vielleicht gemütliche 1C wenns hoch kommt.

: Bearbeitet durch User
Autor: MaWin (Gast)
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Ing. schrieb:
> Sinnvoller sind andere Konzepte, die die machanische Leistung des
> Verbrenners direkt zum Antrieb nutzen

Nein.

Zwar glauben das Autokonzerne wie Toyota und Porsche ebenfalls, aber ich 
denke die liegen falsch.

Es gibt viele Vorteile der Abkopplung des Verbrennungsmotors vom 
Antriebsstrang:

Wegfall von Getriebe, Differential, Antriebswellen, ABS (Aktor am 
Bremszylinder), ESP, Differentialsperren bzw. Haldexkupplungen.

Generatormotor muss nicht in weitem Drehzahlband arbeiten, sondern immer 
im optimalen Betriebspunkt, das erlaubt ganz andere Bauweisen, z.B. 
Resonanzauspuff.

Tank, Verbrenner, Generator können als auswechselbares Modul gebaut 
werden, je nach steuerlichen Vorraussetzungen im Vertriebsland, und wenn 
es nach 100000km kaputt ist einfach gewechselt werden.

Erlaubt andere Bauweise eines Autos als aktuell, z.B. Motor unter den 
Sitzen. Grosse Muldenkipper nutzen das aktuell schon, statt 
Hydraulikmotoren nehmen sie Radnabenmotoren und eine große 
Verbrenner/Generatorkombi.

Bei Muldenkippern bin ich sowieso der Meinung, dass alles oberhalb der 
Räder zur Mulde gehören sollte, und der Fahrer besser tief zwischen den 
Vorderrädern sitzt mit dem Motor hinter ihm, aber das nur am Rande.

Autor: Ingenieur (Gast)
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MaWin schrieb:
> Wegfall von Getriebe, Differential, Antriebswellen, ABS (Aktor am
> Bremszylinder), ESP, Differentialsperren bzw. Haldexkupplungen.

Das habe ich mir auch schon mal überlegt. Ist eigentlich wie bei 
Kraft-Wärme-Kopplung. Vollgasmotor und direkt Elektrik erzeugt.

Das macht Toyota im Prinzip auch, koppelt aber die mechanische Leistung 
noch über des split device ein.

http://eahart.com/prius/psd/

Deren Problem ist nämlich, dass der Elektromotor nicht beliebig schnell 
drehen kann. Daher hat deren MG2 jetzt auch ein kleines Getriebe zur 
Übersetzung. Ich habe recherchieren können, dass das Problem bei etwa 
70km/h auftrat, wo der E-Motor zu schnell wird.

Also braucht es schon irgendwo ein Getriebe, oder?

Autor: Ing. (Gast)
Datum:

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MaWin schrieb:
> Nein.
>
> Zwar glauben das Autokonzerne wie Toyota und Porsche ebenfalls, aber ich
> denke die liegen falsch.

Ok, ich bin raus.

Autor: A. S. (achs)
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Jürgen S. schrieb:
> In jedem Fall ist es so, dass der nicht ausgekuppelte Motor mitunter
> ungewollt mitbremst. Will man das nicht, muss man auskuppeln aber dann
> auch ausschalten. Das hat allerdings zur Folge, dass beim normalen Auto
> dann so einiges ausfallen würde.

Dieser Absatz klingt so unscheinbar, doch steckt allein im Wort 
"ausschalten" der Schlüssel zu den meisten 
Wirkungsgrad-Missverständnissen. Zusammen mit den Erkenntnissen des 
Muscheldiagramms eines Verbrenners kann man einen Golf-Diesel auch 
weiter unter 4l betreiben, bei zügiger (aber für alle anderen störender) 
Fahrweise. Ein Hybrid wie der Prius könnte das störende auffangen, würde 
sich nur bei optimaler Strategie verstörend anhören.

MaWin schrieb:
> Wegfall von Getriebe, Differential, Antriebswellen, ABS (Aktor am
> Bremszylinder), ESP, Differentialsperren bzw. Haldexkupplungen.

Ja, sobald Räder mit Radmotor ähnlich gut sind wie mit Antriebswelle. 
Dann wird es kein Getriebe mehr geben. Das wird auch kommen, ist aber 
wohl noch nicht so weit.

Autor: MaWin (Gast)
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A. K. schrieb:
> Vom Nissan Leaf hörte ich, dass per Rekuperation ca 70%
> wiedergewonnen
> werden. Woher diese Information letztendlich stammt, weiss ich aber
> nicht.

Das könnte vom Marketing sein!

Autor: Kritiker (Gast)
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A. S. schrieb:
> Zusammen mit den Erkenntnissen des
> Muscheldiagramms eines Verbrenners kann man einen Golf-Diesel auch
> weiter unter 4l betreiben,

Gerade der Golf ist ein sehr schlechtes Beispiel für Energienutzung, 
denn das Muscheldiagramm des Golfs zeigt, dass dessen Übersetzung 
konsequent an dem Optimium vorbeigebaut wird, um eine günstige Drehzahl 
zu haben. D.h. die Übersetzung ist so dimensioniert, dass in Summe 
während des Integrals des Duchbeschleunigens eine möglichs geringe Zeit 
erreicht wird und nicht etwa eine möglichst günstige Energie. Dazu 
müssten alle Gänge etwas länger übersetzt sein und insbesondere die 
unteren Gänge.

So kommt man nämlich mit nur 3 Schaltvorgängen in den 4. Gang und hat 
die relevanten Tempo 100 schon erreicht, ohne auch nur in der Nähe der 
Mitte im Diagramm gewesen zu sein.

Der Golf ist getriebemäßig auf sportlich abgestimmt!

Will man energieeffizient beschleunigen, muss man ein sehr lang 
abgestimmtes Getriebe haben und mit den Drehzahlen weit unten einsetzen. 
Dann hat man aber ein sehr träges Auto. Das wird beim Diesel zwar 
relativ besser, es bleibt aber absolut schlecht. Der Golf Diesel ist 
sogar noch schlechter abgestimmt, damit er oben kein Problem mit der 
Endgeschwindigkeit bekommt.

Gleichzeitig bieten diese downsized Motoren aber die Möglichkeit, dem 
Kunden einen sehr günstigen Verbraucht vorzulügen. Schaut man sich die 
Realverbräuche aber an, dann ist gerade der Golf das Auto, das am 
Weitesten von den Herstellerangaben entfernt ist.

Offiziell verbaucht z.B. die Kombiversion unter 5l auf 100,- real sind 
es fast 7! Diskrepanz 1,8! Beim Ford ist es nominell 0,2 mehr, dafür 
real 0,2 weniger. Diskrepanz 1,4. VW baut keine besseren Autos als Ford, 
sie lügen nur besser.

Autor: Andreas F. (chefdesigner)
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Udo S. schrieb:
> Falsch, normal ist es den bremsenden Effekts des Verbrennermotors im
> reinen Schubbetrieb zu benutzen um langsam zu bremsen. Wenn man den
> Motor auskuppelt kann man auch da noch einiges rekuperieren.

Man mächte aber gar nicht bremsen, sondern rollen. Das Bremsen ist 
nötig, damit der Motor in den Schubbetreib geht, Lichtmaschine und 
Kompressoren noch laufen aber kein Treibstoff verbaucht wird. Der wurde 
vorher verbaucht.

Autor: Progger Heinz (Gast)
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Kritiker schrieb:
> Offiziell verbaucht z.B. die Kombiversion unter 5l auf 100,- real sind
> es fast 7! Diskrepanz 1,8! Beim Ford ist es nominell 0,2 mehr, dafür
> real 0,2 weniger. Diskrepanz 1,4.

Das ist ja leider nichts Neues. Mein Hybrid steht mit 3,6l/100km im 
Buch. Laut Spritmonitor fährt der Durchschnitt der gut 1800 
registrierten Fahrer dieses Typs mit 5,3l. Ich fahre viel Autobahn und 
habe 5,9. Wenigstens stimmt die Relation: Die etwa 500 Fahrer, die keine 
Hybridversion dieses Autos fahren, benötigen 7,3l. Die Werte entsprechen 
ziemlich genau dem Mittelwert dieser beider Konstellation von weiter 
oben:

Ingenieur schrieb:
> Wechselfahrbetrieb innerstädtisch, Viertelmix Stehen, Anfahren, Fahren,
> Ausrollen ohne / mit Hybrid 8,8 / 5,7
> Konstantfahrversuch 30min Tempo 120 ohne / mit maximaler
> Elektrohybridfunktion 5,6 / 4,9
Wären 7,2 und 5,3, also fast 2Liter. Keine Ahnung, ob man das pauschal 
so rechnen kann.

Die Fahrer der konkurrenten Marken Ford, Hyundai und Mazda, die einen 
solchen Typ haben, brauchen tendenziell sogar noch etwas mehr, wenn man 
den Einträgen dort Glauben schenkt. Gilt auch für deren Hybride, soweit 
vorhanden. Der Abstand zwischen beiden Versionen ist auch derselbe. 
Hybrid bringt 20..25% Ersparnis.

Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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MaWin schrieb:
> A. K. schrieb:
>> Vom Nissan Leaf hörte ich, dass per Rekuperation ca 70%
>> wiedergewonnen
>> werden. Woher diese Information letztendlich stammt, weiss ich aber
>> nicht.
>
> Das könnte vom Marketing sein!

Könnte schon hinkommen. Kommt drauf an, was alles hinein gerechnet 
wurde. Ob also nur die elektrische Energie als solche gerechnet wird 
(dann wäre es eher wenig) oder ob man das Wiederumsetzen mechanische 
Energie rechnet (dann wäre es gut).

Der Zweig der Umwandlung muss ja einmal hin und einmal rückwärts wirken, 
z.B. Batterie -> Bewegung und dann Bewegung -> Batterie.

Autor: T. N. (technick2)
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Ing. schrieb:
> Dann nenn uns doch mal bitte ein paar kleine Verbrennermotörchen mit 58%
> Wirkungsgrad.
+1! Vollkommen unrealistisch! Schon thermodynamisch geht das nicht. Die 
Verbrennerwirkungsgrade liegen bei maximal 45% (Energieinhalt gegen 
Wellenleistung).

Beitrag "Re: Stromersparnis beim Hybrid Auto und E-Auto"

Autor: Pankofer (Gast)
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Jürgen W. schrieb:
> Benzinmotor      :  35%
> Generator        :  95%
> Frequenzumrichter:  95%
> Motor            :  95%

Wo kommen die Werte her?

Elektromotoren haben für sich Wirkungsgrade von bis zu 97%, wenn sie in 
großen Pumpanlagen arbeiten, aber nur bei optimaler Drehzahl und 
Vollastdrehoment. Darundter geht es auch schnell in Richtung 90%. 
Kleinere Motoren im Bereich 1kW eher 85% und weniger, drehzahlabhängig.

Frequenzumrichter liegen bei hohen Leistungen um 99%, wenn sie 100kW bei 
hohen Spannungen und wenig Strom schaufeln ansonsten auch gerne unter 
90%. Für hohen Anlaufströme unter 80%. Generatoren leicht darunter, weil 
meistens nicht in gutem Lastverhältnis fahrbar.

So eine Umsetzung von Mechanisch in Elektrisch und zurück ist maximal 
bei 50% .. 80% anzusiedeln, wenn es günstig läuft. Die aber die 
Kombimotortechnik von derselben Elektronik gesteuert wird, sollte das im 
jeweils günstigsen Punkt liegen. 75% würde ich aber als Obergrenze 
ansetzen.

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