Antriebskonzept Ampera, Prius, i3 und andere

[Karlsson]

Für mich sind Plug-In Hybride der Versuch das Beste aus beiden Welten zu vereinen, mit dem Nachteil, dass man sich damit auch die Probleme beider einfängt.

Eindeutiges JEIN
Also beim Ampera ja, beim i3 nicht. Denn hier ist die Komplexität viel geringer und die Kosten ebenfalls.

Wünschenswert wäre es, wenn Batterien und Ladetechnik heute schon soweit wären, dass man auf den zusätzlichen Verbrennungsmotor komplett verzichten könnte. Bis dahin ist es jedoch noch ein weiter Weg.

Eigentlich nicht. Kannst Du im Tesla Model S kaufen und es geht weg wie warme Semmeln.
Passt bloß halt nicht für den 08/15 Nutzer.

n welcher Form nun ein Plug-In Hybrid angetrieben wird, so wie bei Prius und Ampere oder beim i3, ist eine reine Frage der Effizienz. Wenn ein Verbrennungsmotor konsequent auf einen Betriebspunkt, Drehzahl und Last, ausgelegt ist, dürfte die Differenz gegenüber einem direkten Antrieb gering sein.

Der immer gute Betriebspunkt bringt natürlich Vorteile. Trotzdem ist es prinzipell für die Effizienz ein Nachteil, auf Langstrecken nicht direkt die Räder zu treiben.
Aber eben LANGSTRECKEN. Wer ständig 800km am Stück auf der Autobahn fährt, ist wohl eine ganze Zeit noch mit einem Diesel besser beraten. Bloß wer tut das?
Wir gehen doch davon aus, dass viele i3 Nutzer gar keinen RE brauchen und ordern. Also es geht nur um einige wenige Kilometer - die für den Nutzer aber entscheidend sind, damit das Auto seinen Zweck erfüllt.
Die Effizienz sollte da natürlich nicht grottenschlecht sein. Aber ob es auf diesen wenigen Kilometern jetzt 4 oder 6 Liter sind... kommt nicht viel bei rum.
Der Mehraufwand für ein bisschen Optimierung wird hier immens.

So langsam schweifen wir allerdings vom eigentlichen Thema dezent ab

Fand ich eigentlich nicht - und zwar weil ich den Nutzen des RE als Schlüssel sehe. Zb kaufe ich mir keinen Leaf als Erstwagen, weil der meine Bedürfnisse nicht erfüllt - es gibt doch einige Strecken, die damit einfach nicht funktionieren.
Der Preis ist es dabei eigentlich garnicht soooo sehr.
Also ich denke, dass ich in einem Jahr einen neuen Erstwagen brauche und da ca 15k€ für einen Jahreswagen hinlegen muss. Der Listenpreis lag dann zum Teil aber auch bei 30k€. Sprich das ist auch Region Leaf und ich würde für einen Stromer auch noch was draufpacken - aber eben nur, wenn der die Anforderungen erfüllen kann.
Das heißt für mich - wenn Nissan den 24kWh auf 16kWh kürzt und mir stattdessen den RE vom i3 einbaut - hab ich ein vollwertiges Erstauto und würde dann auch 18k€ für einen 1-2 jährigen ausgeben.

Aber so, wie der Leaf jetzt ist, taugt er nur als Zweitfahrzeug (das wir eigentlich gar nicht bräuchten) und dafür kann ich das Geld leider nicht locker machen.
Sprich, so wie die Situation jetzt aussieht, brauche ich Ende nächsten Jahres ein familientaugliches Erstfahrzeug und es gibt da derzeit außer dem Tesla S nichts elektrisches zu kaufen. Das läuft am Ende wohl auf einen Focus Kombi oder Octavia mit 1.6er Diesel raus. Ein wenig Hoffnung hab ich noch auf den Auris Kombi Hybrid, befürchte aber, dass er zu teuer wird. Zumindest der Prius ist es - da werden für einen 3-jährigen noch 18 Scheine fällig. Beim Octavia liegt der 1-jährige Unter 15.

Man kann erkennen, dass der Antriebmotor, Generator und RE nichts miteinander zu tun haben. GM hat zu dem Zeitpunkt immer gesagt der RE dient nur einzig und alleine zur Stromerzeugung, genau so wie BMW das im i3 vor hat.

Aha? Also ich erkenne da diesbezüglich garnichts.

Der aktuelle Prius sieht im Antrieb ähnlich aus wie der Ampera jedoch ohne Kupplungen, so dass die Drehzahl des Verbrenners immer von der Geschwindigkeit abhängt, sowie im elektrischen Betrieb mitgeschleppt wird. (Bitte Korrektur wenn was nicht stimmt).

Nein, die Drehzahl des Verbrenners hängt nicht von der Geschwindigkeit ab, sondern ergibt sich aus der Geschwindigkeit und der Drehzahl des 2. Elektromotors. Es ist kein festes Übersetzungsverhältnis.

Ich selber bin den Ampera auf der Autobahn in diesem Betriebszustand gefahren mit ca. 80-90 km/H so sparsam wie möglich und kam auf 5,0 L/100 km.
Wie das beim Prius ist kann ich nicht sagen, vielleicht weiß das ja jemand hier.

Lässt sich mit dem Prius wohl noch unterbieten. Ist ein sehr ausgereiftes System.

Wieso GM den Verbrenner bei höheren Geschwindigkeiten mit an den Antriebsstrang koppelt, wurde in anderen Foren immer mit Effizienzsteigerung beantwortet, wie viel das nun ausmacht kann ich nicht sagen.

Gehe mal optimistisch gerechnet von 90% Wirkungsgrad von Generator und auch E-Motor aus. Dann hast Du 19% Verluste auf dem Weg zum Rad, bzw musst mit dem Verbrenner etwas über 23% mehr mechanische Energie erzeugen.
Wir dürfen aber bei dem Getriebe von Prius/Ampera noch sicher 1-3% abziehen und der RE könnte auch noch in einem geringfügig besseren Bereich laufen. Auch muss beim Prius ein Motor ja immer bremsen, damit ein Moment auf die Räder übertragen wird (der erzeugte Strom wird dann in den anderen gespeist). Auch das hat Verluste.
Also so richtig richtig einfach ist es nicht.
Wenn man dagegen Verbrenner und Schaltgetriebe an Rad rechnet - geh vielleicht von 3-4% Verlusten aus.

Nach meinen Erfahrungen mit dem Ampera bin ich ebenfalls gespannt, wie BMW das lösen will und welcher Verbrauch im RE-Betrieb rauskommt.

Mahle gibt beim RE 240g/kWh im besten Betriebspunkt an. Also ungefähr 3kWh aus einem Liter Benzin.
Rechnen wir mit 15kWh/100km, dann wären das 5 Liter.

Ist ja nicht sooo schlimm. Auch wenn es 6 oder 7 Liter sein sollten. Meine längste recht häufige Strecke könnte ich immer noch 50% elektrisch fahren und im Alltag liefe der RE gar nicht.

[Desti]

Hier noch das Funktionsprinzip des Mitsubishi Outlander PHEV:

http://www.youtube.com/watch?v=HU6G-xaMssE

[agentsmith1612]

Gestern ein sehr interessantes Erlebnis gehabt was eigentlich die Problematik auf bei einem geübtem Fahrer wiederspiegelt.

Ich hatte mir aus Spaß einen Ampera fürs Wochenende geliehen und wollte gestern Abend dann wieder nach Hause fahren 55 km, keine Autobahn nur Landstraße, hatte keine Lust auf Autobahn. Akku war zu 80 % voll für 100 % hätte wir noch mehr als 30 min warten müssen wollten wir aber nicht. Also los gefahren. Reichweite 44 km Distanz 55 km.
Auf Heizung wollten wir auch nicht verzichten, war uns egal weil wir davon ausgegangen waren, dass der RE so oder so angeht.
War sehr wenig Verkehr aber draußen nur 5°C.
Ich bin einfach weil ich auch müde war auf der Landstraße mit maximal 75 km/h unterwegs. Ganz lässig, auch ohne Radio ich wir wollten einfach mal die Stille genießen.

So langsam näherte sich die noch zu fahrende Strecke auf dem Navi der Reichweite an. Als noch 15 km vor uns waren reduzierte ich auf 60 km/h, war sowieso keiner vor mir und keiner hinter mir.
Dann war nur noch eine Differenz von 2 km, ich schalte die Heizung komplett ab und fuhr nur noch 50 km/h, für die letzten 7 km.


Wenn man den reinen Verbrauch an Benzin auf 100 km beim Ampera und Prius vergleicht, muss man aber auch dazu sagen, dass der Prius zum einen einen geringeren erreicht weil er leichter ist aber auch weil er den besser optimierten Motor hat. Weniger Literleistung, größerer Hubraum und Aktinson Prinzip.
Im Ampera sitzt der "normale" 1.6er von GM ohne Nebenaggretate, ansonsten ist die Steuerung nur optimiert.
Jetzt durfte auch keine größere Steigung mehr kommen. Am Ende sind wir dann mit 1 km Restreichweite bei uns zu Hause angekommen.

Man stelle sich vor ein reines Elektroauto, das wäre sehr anstrengend genau so zu fahren, wobei dann wäre man auch nicht los gefahren, sondern hätte länger geladen und zumindest so lange geladen mit +10 doer 20 km Reserve drin sind.
Auf der anderen Seite wollte ich eben vermeiden, dass für die letzten 3,4 oder 5 km der Range-Extender anspringt.


Wenn man den reinen Verbrauch an Benzin auf 100 km beim Ampera und Prius vergleicht, muss man aber auch dazu sagen, dass der Prius zum einen einen geringeren erreicht weil er leichter ist aber auch weil er den besser optimierten Motor hat. Weniger Literleistung, größerer Hubraum und Aktinson Prinzip.
Im Ampera sitzt der "normale" 1.6er von GM ohne Nebenaggretate, ansonsten ist die Steuerung nur optimiert.

[Guy]

Eindeutiges JEIN
Also beim Ampera ja, beim i3 nicht. Denn hier ist die Komplexität viel geringer und die Kosten ebenfalls.

Doch Beide haben einen Verbrennungsmotor, der gewartet werden möchte, der kaputt gehen kann. Du handelst dir die gleichen Probleme ein wie bei einem reinen Verbrenner, das Getriebe mal ausgenommen, das dürfte jedoch nicht die Fehlerquellen Nummer eins sein.

Eigentlich nicht. Kannst Du im Tesla Model S kaufen und es geht weg wie warme Semmeln.
Passt bloß halt nicht für den 08/15 Nutzer.

Klar, ich kann mir auch für eine Million ein Auto entwickeln und bauen lassen, dass mehr als 1.000 km Reichweite hat. Ich meinte jedoch ein Elektroauto für den Normalo. Zudem ist es selbst mit einem Model S keine Umstieg ohne Abstriche möglich. Das liegt vielleicht weniger am Auto selbst als an der Infrastruktur.

Der immer gute Betriebspunkt bringt natürlich Vorteile. Trotzdem ist es prinzipell für die Effizienz ein Nachteil, auf Langstrecken nicht direkt die Räder zu treiben.

Prinzipiell ja, nur wer bewegt seinen Hybriden mit direktem Antrieb immer im optimalen Betriebspunkt? Diesen Punkt wirst du selten erreichen. Beim i3 gibt es durch die Entkopplung jedoch genau dieses Potential, perfekter Betriebspunkt oder aus. Durch die zweifache Umwandlung fängt man sich zwar zusätzliche Verluste von sicher 20 Prozent ein, durch gezielte Auslegung auf einen Betriebspunkt, dürfte der Gesamtwirkungsgrad im Alltag nicht deutlich schlechter sein.

Guy hat geschrieben:
So langsam schweifen wir allerdings vom eigentlichen Thema dezent ab

Fand ich eigentlich nicht

Nun nicht mehr, ich habe allerdings auch gut aufgeräumt. Der Großteil der Diskussion stammt aus dem Thread 'Ab welchem Preis werden E-Autos gekauft'

[Karlsson]

Hier noch das Funktionsprinzip des Mitsubishi Outlander PHEV:

http://www.youtube.com/watch?v=HU6G-xaMssE

Über die Kopplung von Verbrennungsmotor zu Rädern, Generator und Frontmotor wird da aber nichts gesagt. Die haben da tatsächlich 3 Elektromotoren eingebaut plus einen Verbrenner?
Was kostet das?

Im Ampera sitzt der "normale" 1.6er von GM ohne Nebenaggretate, ansonsten ist die Steuerung nur optimiert.

Es ist nur ein 1.4er Vierzylinder, der zukünftig durch einen Dreizylinder ersetzt werden soll. Meiner Meinung nach immer noch einer zu viel.

Nun nicht mehr, ich habe allerdings auch gut aufgeräumt. Der Großteil der Diskussion stammt aus dem Thread 'Ab welchem Preis werden E-Autos gekauft'

Genau - und da gehörte für mich auch der Punkt hin, dass nicht nur der Preis entscheidend ist, sondern auch der Nutzen. Bei höherem Nutzen - mit einem kleinen RE - wird die Erstwagentauglichkeit hergestellt und ich bin auf einmal bereit, den Preis zu zahlen. Also ich sage mal den Erstwagen-Preis. Sonst würde ich nur den Zweitwagen-Preis zahlen. Auch sind bei mir die Anforderungen an das Ladevolumen bei Erst- und Zweitwagen anders.

Doch Beide haben einen Verbrennungsmotor, der gewartet werden möchte, der kaputt gehen kann.

Die Investition und das Risiko stehen für mich in gar keinem Verhältnis zu dem Verlust an Flexibiltät, auch wenn es da nur um 5% geht. Aber die sind wirklich sehr entscheidend.

Du handelst dir die gleichen Probleme ein wie bei einem reinen Verbrenner, das Getriebe mal ausgenommen, das dürfte jedoch nicht die Fehlerquellen Nummer eins sein.

Nein, eigentlich nicht. Du musst beim Verbrenner auch sehen, dass die meisten Reparaturen auch mit der Laufleistung anfallen (unser 16 Jahre alter BMW Z3 hatte noch überhaupt noch kaum was am Motor - kein Wunder wenn in der Zeit nur 60tkm zusammen gekommen sind), also hier der elektrisch erzeugten Energiemenge. Da der Motor selten läuft, kommt da aber nicht viel zusammen. Auch hat er nicht ständigen Kurzstreckenbetrieb => Bei Kaltlauf altert er erheblich schneller!
Und andere Probleme. Zb keine zugesetzte AGR wegen viel Schwachlastbetrieb - hatte ich, weil ich sehr ökonomisch fahre. Auch braucht man keinen VTG Turbolader. Man braucht überhaupt keinen Turbolader. Nur halb so viele Zylinder, Öl, Zündkerzen. Das Getriebe geht am Schaltauto nicht so oft kaputt - aber das Schaltgestänge selbst. Der Auspuff altert sehr weil er unter dem Wagen verläuft und durch Kurzstreckenbetrieb mit Kondenswasser zu kämpfen hat.

Das würde ich schon eher gering ansetzen. Weg diskutieren kann man es natürlich nicht.
Beim Ampera kommen noch 3 Kupplungen dazu und der Motor ist viel größer - also doppelter Hubraum, doppelte Zylinderzahl, doppelte Leistung - passt hier sehr gut.
Das ist unnötiger Ballast für 95% der Strecken.

Zudem ist es selbst mit einem Model S keine Umstieg ohne Abstriche möglich.

Bei der Reichweite erscheinen mir die Abstriche ziemlich gering. Also damit könnte ich wohl gut leben.

Prinzipiell ja, nur wer bewegt seinen Hybriden mit direktem Antrieb immer im optimalen Betriebspunkt? Diesen Punkt wirst du selten erreichen.

Den erreicht der Prius aber sehr gut - genau das ist ja der Clou dieses Systems. Toyota hatte nie vor, damit wirklich elektrisch zu fahren. Das ganze ist viel mehr als ein Getriebe zu sehen, das den Verbrenner sehr gut in optimalen Bereichen halten kann - die Ergebnisse sprechen da für sich. Vor allem auch in der Stadt. Auf der Langstrecke bei konstanter Autobahnfahrt ist aber einfach die feste Übersetzung mit passendem Gang nicht zu schlagen. Da liegt man auch wirklich mal in sehr guten Bereichen... oder sagen wir man kann es mit dem passenden Auto. Wenn ich einen 500PS Boliden habe, muss man ja ziemlich schnell fahren, um den Motor in gute Wirkungsgrade zu bringen. Dann habe ich zwar den Sprit effektiv genutzt, aber die effektiv gewonnene Energie wieder im Windwiderstand verbraten.
Bei einem 90PS Motor und Reisetempo 120 sieht das anders aus.

Durch die zweifache Umwandlung fängt man sich zwar zusätzliche Verluste von sicher 20 Prozent ein, durch gezielte Auslegung auf einen Betriebspunkt, dürfte der Gesamtwirkungsgrad im Alltag nicht deutlich schlechter sein.

Jein. An den Wandlungsverlusten gibts ja nichts zu beschönigen. Aber Du sprichst von "Alltag" - da läuft der gar nicht. Das ist ja der Clou. Und er ist so simpel aufgebaut und klein dimensioniert, damit er im Alltag - wo er ja eigentlich überflüssiger Ballast ist - eben nicht zu sehr wörtlich ins Gewicht fällt und auch der Anschaffungspreis nicht total ausufert.
Das Gewicht und die Kosten kann man sogar zum Teil (oder ganz) durch einen kleineren Akku kompensieren.

[agentsmith1612]

Im Ampera sitzt der "normale" 1.6er von GM ohne Nebenaggretate, ansonsten ist die Steuerung nur optimiert.

Es ist nur ein 1.4er Vierzylinder, der zukünftig durch einen Dreizylinder ersetzt werden soll. Meiner Meinung nach immer noch einer zu viel.

Tut mir leid, ich vertu mich da manchmal. (Peinlich für mich).

Also BMW verfolgt ja eher nur die psycholgische Seite, in dem Sie einen kleinen RE einbauen wollen. Der eben nur für Notfälle gedacht ist. Daher bietet das Auto im RE Betrieb sicher auch nicht die Leistung wie im Batteriebetrieb.

Im Ampera sollte es aber so sein, dass sowohl im Batterie als auch im RE Betrieb keine Leistungseinbußen da sind und dafür braucht man die 86 PS des Verbrenners eben. Man kann wohl aus kleineren Verbrennern ebenso die Leistung rausholen, dann dann nur über Drehzahl und/oder Turbo, was ja nicht Sinn der Sache, manchmal fand ich die Drehzahlorgien im Ampera schon nicht mehr so schön.

[Karlsson]

Im Ampera sollte es aber so sein, dass sowohl im Batterie als auch im RE Betrieb keine Leistungseinbußen da sind und dafür braucht man die 86 PS des Verbrenners eben

Äh, der Ampera hat auf Dauer auch Leistungseinbußen - also da werden aus 150 halt 86PS.

Also BMW verfolgt ja eher nur die psycholgische Seite, in dem Sie einen kleinen RE einbauen wollen. Der eben nur für Notfälle gedacht ist. Daher bietet das Auto im RE Betrieb sicher auch nicht die Leistung wie im Batteriebetrieb.

Nochmal - sehe ich keinen technischen Grund für. Warum sollte BMW das Fahrzeug für den Kunden bewusst schlechter machen?
Die mittlere Leistung sind halt 26kW. Mit der maximalen Leistung muss das ja nichts zu tun haben.
Der Ampera wird doch auch nicht gedrosselt, oder?
Da reichen 86 PS dann galt für die 160km/h.

Ok, das geht beim BMW nicht - da holt einen die Physik ein. Aber längere Strecken mit 120 sind drin. Mehr würde ich gar nicht wollen, ist eh meine überwiegende Autobahn-Geschwindigkeit.

[Desti]

Hier noch das Funktionsprinzip des Mitsubishi Outlander PHEV:

http://www.youtube.com/watch?v=HU6G-xaMssE

Über die Kopplung von Verbrennungsmotor zu Rädern, Generator und Frontmotor wird da aber nichts gesagt. Die haben da tatsächlich 3 Elektromotoren eingebaut plus einen Verbrenner?
Was kostet das?

Es sind 2 Elektromotoren, plus ICE und Generator.

Ein Elektromotor (60KW, 195 Nm) treibt exklusiv die Hinterachse an, eine mechanische Verbindung zum Frontantrieb gibt es nicht.

Im Frontantrieb kann die ICE sowohl den Generator, als auch die Räder direkt mechanisch antrieben. Wie die Kopplung genau verschaltet ist, konnte ich bischer nicht herausfinden, aber auf den diversen Photos lässt sich ziemlich klar erkennen, dass der Elektromotor außen montiert ist, also nicht wie bei anderen Hybrids auf der ICE Welle integriert.

http://www.autoevolution.com/news-g-ima ... .html#sjmp

Der Preisunterschied in Japan zwischen dem Outlander und PHEV sind ungefähr 2.7 Mio zu 3.4 Mio Yen.

[Karlsson]

Es sind 2 Elektromotoren, plus ICE und Generator.

Ein Generator ist halt auch ein Motor. Bei dem Aufbau hätte es halt sein können, dass es sich da um nur ein Aggregat handelt, was dann im Film als 2 Aggregate gezeigt wird, da es von der Funktion her ja 2 Modi sind.
Also ich sehe da nicht auf den Bildern, was genau wie zusammen gehört. Irgendeine Form von Getriebe muss es ja geben. Wäre schon interessant zu wissen.
Von der Funktion her ist es eigentlich der Generator + 1 Motor - der 2. Motor tut ja nichts weiter als die Hinterachse anzutreiben. Da so 99,9% aller Geländewagen die Straßen nie verlassen, sondern nur für das Ego des Fahrers gebraucht werden, halte ich den für sehr verzichtbar.

Der Preisunterschied in Japan zwischen dem Outlander und PHEV sind ungefähr 2.7 Mio zu 3.4 Mio Yen.

26.000€ für so nen Trümmer? Das ist aber billig.

[Desti]

Der Wagen ist relativ schwer, ca 1800 kg, da macht sich der Heckmotor auch beim Anfahren im Schnee deutlich bemerkbar. Zudem ermöglicht es auch Rekuperationsgewinn von der Hinterachse, bei der Masse sicherlich eine relevante Menge.