PHEV - gut gedacht, scheisse gemacht!

[AbRiNgOi]

Und genau dann kriegst du die Stromspitzen auf die Batterie, nichts anderes versuche ich zu erklären.

Nö, da machste schön Schwungmasse rein und auf der elektrischen Seite ebenfalls Trägheiten.

Ich gebe ja zu meine Erklärungen weiter vorne sind ein wenig lang ausgefallen.
Zur Schwungmasse habe ich geschrieben, das in einem normalen Verbrenner eben diese nur bei Leerlauf verwendet wird und da schon recht groß ist (für Vierzylinder, bei weniger Zylinder ist auch für den Leerlauf mehr notwendig) und unter Last das ganze Fahrzeug als Schwungmasse fungiert. Beim Rex unter Last wäre der Bedarf an Schwingmasse extrem groß. (ein 1kWh Kybernetik Speicher wäre möglich...)

Auf der Elektrischen Seite geht es halt nicht über einen einfachen Kondensator sondern um eine definierte Regelung der die Lastspitzen aktiv von der Batterie fern hält. Das wurde wie berichtet auf der TU Wien getestet und der Wirkungsgrad der bei dieser Umladung erreicht wurde war eher bescheiden.

Ich habe versucht all die Themen einmal zusammen zu schreiben, ist aber, so scheint es etwas zu lange geworden....

Im Grunde wollte ich nur erklären warum Stand Technik so ineffizient läuft und wo die Probleme liegen wenn man versucht es irgendwie zu optimieren.
Also bleiben wir bei der guten alten Technik, Drehzahlregelung am Verbrenner mit Energieverschwenderischer Momentenreserve und einem Generator der nur konstant bremst. Drehzahleinbrüche und Schwingungen sind unschön aber mit Dämmung zu verbessern.
Ja, und beim Diesel gibt es diese Probleme nicht.

[ubit]

Auf der Elektrischen Seite geht es halt nicht über einen einfachen Kondensator sondern um eine definierte Regelung der die Lastspitzen aktiv von der Batterie fern hält.

Und warum muss man diese Lastspitzen aktiv von der Batterie fern halten? In welchen Größenordnungen bewegen wir uns hier? Mal angenommen dass Motor und Generator gut aufeinander abgestimmt sind und die Zündung immer kurz vor dem Rastpunkt des Generators erfolgt?

Den vom Generator erzeugten Strom muss man ja eh gleichrichten und dabei glätten, sonst hat man eine pulsierende Gleichspannung. Grundsätzlich hat man bei jeder Wallbox das selbe Problem - auch hier hat man ja keinen gleichmäßigen Strom sondern eben eine Wechselspannung die man gleichrichten und glätten muss.

Irgendwie hört sich das für mich Alles nach "möglichst komplizierte Lösung für ein einfaches Problem" an...

Wie gesagt: Ein simpler mobiler Stromerzeuger macht nichts Anderes. Bei den besseren Exemplaren kommt auch ein ziemlich sauberer 230V/50Hz Wechselstrom mit Sinuskurve heraus und es spricht Nichts dagegen ein e-Auto mit sowas zu laden. Also ab damit in den Kofferraum (bzw. in entsprechender Bauform irgendwo im Fahrzeug "verstecken").

Einziges Problem welches man dann bewältigen muss ist die "Verteilung" des Generatorstroms an Motor und Akku. Aber das sollte eine lösbare Aufgabe sein.

Ciao, Udo

[AbRiNgOi]

Den vom Generator erzeugten Strom muss man ja eh gleichrichten und dabei glätten, sonst hat man eine pulsierende Gleichspannung. Grundsätzlich hat man bei jeder Wallbox das selbe Problem - auch hier hat man ja keinen gleichmäßigen Strom sondern eben eine Wechselspannung die man gleichrichten und glätten muss.

Der Generator hat einen Drehstrom der gleichgerichtet schon eine sehr gute Gleichspannung liefert, die Frequenzen sind auch nicht im Bereich von 3x200Hz (wie die normalen Motoren heute laufen) sondern eben 1x10Hz... Die Zündfrequenz Verbrenner halt. Und die Größe des Elektrischen Zwischenspeichers ist umgekehrt Proportional der Frequenz.

Irgendwie hört sich das für mich Alles nach "möglichst komplizierte Lösung für ein einfaches Problem" an...

Ja eh, auf der Suche nach den letzte n 10% Wirkungsgrad...

Wie gesagt: Ein simpler mobiler Stromerzeuger macht nichts Anderes. Bei den besseren Exemplaren kommt auch ein ziemlich sauberer 230V/50Hz Wechselstrom mit Sinuskurve heraus

Eh. mach nur. 10L/100km sind das Ergebnis

Grundsätzlich hat man bei jeder Wallbox das selbe Problem

Wieder richtig, aber eben mit 50Hz, und bei einer Phase nur mit 3,6 kW. Bei mehr als dem, hast du 3 x 50Hz, da sieht die Glättung schon viel besser aus.
Ein Brusa Netzteil richtet gleich, glättet, zerhackt auf viel höherer Frequenz und setzt das dann auf einem galvanischen Trenntrafo um. Erst dann wird die hohe Frequenz gleichgerichtet und dem Akku zugeführt. Da ist von den 50Hz nicht viel über. Das Ladegerät für die ZOE lassen wir hier einmal weg. Die Stromkurven willst du nicht sehen. Daraus könnte man natürlich schließen, das der Akku das schon ab hat.... Na ja, Lebensdauer Künstler ist die ZOE nicht.

Und wie Groß die Gleichrichter mit Glättung bei 50kW DC und größer aussehen, brauch ich hier nicht ausführen.

Noch mal: so wie es heute Stand der Technik im REX ist, funktioniert es. Aber es ist nicht zu erwarten den Wirkungsgrad des Konzeptes noch erheblich zu verbessern.

[ubit]

Der Generator hat einen Drehstrom der gleichgerichtet schon eine sehr gute Gleichspannung liefert, die Frequenzen sind auch nicht im Bereich von 3x200Hz (wie die normalen Motoren heute laufen) sondern eben 1x10Hz... Die Zündfrequenz Verbrenner halt.

Und was spricht gegen ein einfaches, mechanisches Getriebe um die Frequenz des Generators hochzusetzen? Dann liefert der Generator halt Drehstrom mit 3x50Hz, das bekommt man problemlos mit einem einstufigen Zahnriemen hin. Wenn man 3x200Hz haben will muss man halt zwei Stufen nehmen. Getriebe können wir in Deutschland;-)

Und zur Leistung: Wallboxen gibt es mit 22 kW. Viel mehr braucht ein Rex auch nicht, denn er muss ja nur den durchschnittlichen Leistungsbedarf bereitstellen und der liegt bei einem "guten" e-Auto bei moderaten (internationalen...) Geschwindigkeiten kaum darüber. Inklusive Verlusten sollte für die meisten Autos ein 30 kW-Generator locker reichen. OK - für einen Audi etwas mehr....

Ciao, Udo

[ubit]

Nachtrag: Und selbst wenn man auf 10l pro Stunde kommt: Wo ist das Problem? Ist ja "nur" ein Rex dessen Hauptzweck es ist SELTENE Situationen zu meisten. Und ein solcher Rex liefert mehr Strom als zum Fahren gebraucht wird, lädt also auch bei normaler Reisegeschwindigkeit noch Strom in den Akku. Man kann so einen Rex also gelegentlich abschalten.

Einfache Rechnung:

Ein Rex mit 30 kW Ausgangsleistung verbrauche 10 l/Stunde (Diesel).

Fährt man mit kontant 100 km/h über die Autobahn, dann braucht ein typisches Auto dabei etwa 14-15 kW. Es bleiben also nochmal 15 kW "übrig" mit denen man den Akku laden kann. Selbst wenn man davon nur 70% nutzt (Verluste bei Ladung und Akku), kommt man mit einer Stunde Rex-Betrieb dann 170 km weit, also auf einen Verbrauch von 5,9 l/100 km, was ich durchaus akzeptabel finde.

Bei Tempo 120 km/h steigt der Verbrauch dann vielleicht auf 17 kWh/100 km. Bleiben 13 kW für den Akku mit denen man wieder 54 km fahren kann => zusammen 154 km = 6,5 l/100 km.

Und 10 l/Stunde bei 30 kW würde einen Wirkungsgrad von ca. 30 % bedeuten. Das sollte doch wirklich machbar sein, oder? Die Hersteller werben ja bei ihren Dieselmotoren mit Wirkungsgraden von >40% (ok, dann wird der Motor komplizierter mit Turbo etc.).

Wichtig ist halt den Verbrenner im Rex "so klein wie möglich" auszulegen, da die Stromerzeugung halt - verbrennertypisch - relativ ineffizient läuft. Für den Rest ist die Bordelektronik zuständig die natürlich einen gewissen minimalen Ladezustand im Akku zu garantieren hat damit man IMMER mit Akkuhilfe beschleunigen kann.

Ciao, Udo

[AbRiNgOi]

Es tut mir Leid Euch alle so extrem verwirrt zu haben. Vergessen wir es doch einfach. 10L/100km sind gesetzt und der Beweis verwirrt. So ist es.

PS: die Zündfrequenz des Verbrennungsmotor bekommst du nur durch Drehzahländerung des Verbrennungsmotors weg, nicht durch ein Getriebe. Deutschland hat sehr viel Erfahrung bei Untersetzungsgetriebe, Getriebe zum erhöhen der Drehzahl sieht aber ganz anders aus und ist im Wirkungsgrad schrecklich... aber egal, die 10Hz bleiben 10 Hz auch wenn du die Drehzahl durch Getriebe um das tausendfaches erhöhst... Weil die 10Hz auf der Drehzahl oben drauf liegen und dann eben auf einer höheren Drehzahl.
Stell dir eine Generatortaschenlampe vor, bei der du durch drücken und auslassen einen kleinen Generator drehst, kennst du so eine Taschenlampe? Es ist nun egal wie hoch du vor dem Generator die Drehzahl mit einem Getriebe erhöhst, jedes mal wenn du loslässt um den Hebel wieder zurückfahren lässt, hört die Lampe zum Leuchten auf, nur ein Schwungrad im Inneren hält kurz die Drehzahl.

Zu Deinem Nachtrag: Ja, es macht nix wenn der Verbrauch beim REX so hoch ist, höher als beim parallel Hybriden. Es ist halt so, dass die Nutzer das nicht verstehen und mit dem i3 REX bis Italien fahren oder wie mit dem Ford T-REX eben nach Wales. Niemand will akzeptieren, das der REX eben nur für die Erweiterung der Reichweite ist (was der Name ja schon sagt) und so schnell wie möglich wieder nachgeladen werden sollte.

Der ganze Faden hier "PHEV - gut gedacht, scheisse gemacht!" dreht sich doch darum, wie dumm die Autoindustrie ist, dass die noch nicht auf die Idee gekommen sind einen Effizienten Seriell Hybriden auf die Straße gebracht zu haben. Wenn man nun aber seit mehr als zehn Jahren Hybride entwickelt dann tut dieser Vorwurf einfach weh. Das aber ist mein persönliches Problem, und ich hör damit schon wieder auf. Wünscht Euch weiterhin den seriellen Hybriden mit 4-5L/100km Verbrauch und ich warte auf den warmen Eislutscher.

[ubit]

Mir persönlich wäre es relativ egal WIE ein solches Hybridkonzept umgesetzt wird. Rex oder Parallelhybrid - funktioniert Beides. Und es gibt hinreichend Untersuchungen (selbst von den Autoherstellern) die dem Rex durchaus eine Effizienz bescheinigen die mit dem Parallelhybrid konkurrieren kann. Irgendwas müsst ihr falsch gemacht haben *g*

Bei Deinen Ausführungen frage ich mich auch was Nissan beim e-Note wohl besser macht? 2,9 l/100 km "Normverbrauch" ist halt sehr, sehr weit von Deinen 10l/100 km entfernt. Und soweit ich weiß ist der e-Note kein PHEV, sondern fährt ausschließlich mit dem Strom den der Verbrenner erzeugt.

Sinnvolle (universelle) Hybridkonzepte fangen für mich bei 100-120 km e-Reichweite an. Mit dieser Reichweite kommt die überwiegende Mehrheit der Autofahrer in Deutschland "rein elektrisch" über den Tag. Der Verbrenner - egal ob Parallelhybrid oder Rex - wird dann wirklich nur noch auf den sehr seltenen größeren Strecken gebraucht.

Wobei für den Rex halt die grundsätzlich deutlich einfachere Technik spricht: Viel weniger Mechanik, beliebig im Fahrzeug platzierbar etc.
Der Parallelhybrid enthält zu viele Konzessionen an den Verbrennungsmotor, also in erster Linie meist ein hochkomplexes, variables Getriebe und halt den Zwang Verbrenner und Räder mechanisch zu koppeln, was die Konstruktionsfreiheit deutlich einschränkt.

"Eigentlich" müsste sich für den Rex dadurch ein deutlicher Kostenvorteil ergeben. Vermutlich wird das ausgeglichen weil beim Rex halt Entwicklungskosten hinzu kommen und die meisten Komponenten eines Parallelhybrids praktisch fertig entwickelt im Regal liegen. Das wäre aber ja nur anfänglich so und dieser Kostennachteil würde mit steigenden Stückzahlen verschwinden.

Ciao, Udo

[Wiese]

Der ganze Faden hier "PHEV - gut gedacht, scheisse gemacht!" dreht sich doch darum, wie dumm die Autoindustrie ist, dass die noch nicht auf die Idee gekommen sind einen Effizienten Seriell Hybriden auf die Straße gebracht zu haben.

Und ich sage Dir, wenn unsere, also die deutschen Hersteller, so wie Toyota vor 20 Jahren mit ihren Hybriden, begonnen hätten E-Fahrzeuge mit Rex zu entwickeln, könnten sie heute mindestens 50% der Fahrzeuge mit dieser Technik verkaufen. Dann wären die Abgasprobleme die man jetzt hat erst gar nicht entstanden, und die ganze Diskussion um den Diesel und seine Abgase wäre zumindest nicht so emotional. Aber unsere Autobauer haben es vorgezogen am Diesel festzuhalten, obwohl sie wussten, dass das eine Sackgasse ist, und die Abgaswerte nur mit massiven Betrügereien und der Unterstützung der Politik umgesetzt werden können. Die jetzige Situation ist das Ergebnis der kurzfristigen Denkweise und dem ebenso kurzfristigen Gewinnstreben der Autoindustrie. Jetzt müssen sie eben die Suppe auslöffeln. Toyota war da wesentlich schlauer und kann jetzt die Entwicklung des E-Autos in aller Ruhe angehen, denn die derzeit notwendigen Abgaswerte erreichen ihre Hybride seit Jahren. Unsere Hersteller haben nichts, und müssen mit viel Geld kurzfristige Lösungen entwickeln ohne zu wissen wie es weiter geht. Die Lösung, das BEV, liegt auf der Hand, aber die Produktionstechnik ist immer noch auf den Verbrenner ausgelegt und es drohen massive Einschnitte und Verluste. Ich denke, dass nur VW die Kurve kriegt, und die anderen Beiden den Anschluss verlieren und in einer Nische enden. Die VW-Ableger wie Audi und Porsche können mit Hilfe des Konzerns überleben.

[Super-E]

und das kann man auch noch elektronisch rundlaufend regeln.

Und genau dann kriegst du die Stromspitzen auf die Batterie, nichts anderes versuche ich zu erklären.

Verzeiht meine Naivität als Maschbauer und nicht Elektrotechniker: Das sind doch sehr kurzfristige Schwankungen. Gibts für sowas nicht den Kondensator?

Ich halte das Thema übrigens so schnell nicht für obsolet. Das macht durchaus auch langfristig sinn, wenn man den Motor nur einfach genug hinbekommt und dann mit Biotreibstoffen betreiben kann. Es wird allerdings obsolet, sollten (M)ethanolbrennstoffzellen irgendwann zuverlässig und billiger werden. Dann sehe ich wirklich keinen Grund mehr für klassische Verbrenner.

[AbRiNgOi]

was Nissan beim e-Note wohl besser macht? 2,9 l/100 km "Normverbrauch" ist halt sehr, sehr weit von Deinen 10l/100 km entfernt.

Ja das frage ich mich auch.
Zuerst muss man sagen, dass dies den Japanischen Normzyklus betrifft, der mit unserem nicht zu vergleichen ist, da sind die Geschwindigkeiten viel geringer.
Dann gibt es die ersten Berichte von Testern aus Deutschland, die den Wagen in der Stadt auf 6L gefahren sind, aber bei bester Fahrweise durchaus 4L geschafft haben. Autobahn auf 100km/h kenne ich noch keine Zahlen.
Was wirklich interessant wäre ist der tatsächliche elektrische Verbrauch, weil erst dann können wir die Effizienz des Verbrenners berechnen.
Trotzdem, 4-6L bei moderaten Geschwindigkeiten ist trotzdem eine Ansage, da ist der BMW i3 weit weg. Der benötigt aber gut und gerne 15kWh/100km. Wären es beim e-Note 10kWh/100km, was ich bei der Größe und Form durchaus für Real halte, wäre das auf den BMW umgerechnet (also 15kWh Verbrauch) immerhin 6-9L was dann den Unterschied nicht mehr so groß aussehen lässt.

Das Ding fährt gerade mal 120km/h Spitze, den Verbrauch bei diesen Geschwindigkeiten kennen wir nicht. Auch nicht, wie der Verbrauch ohne Bremsenergie auf der konstanten Autobahn Fahrt ist. Weil erst dann macht ja laut diesem Faden ein Hybrid einen Sinn. Nur in der Stadt ist der EV auch sehr geeignet.

Ich würde mal auf das Spukerl hier in Deutschland warten und diesen unter "deutschen" Bedingungen testen, ob der dann die 4-6L auf deutschen Autobahnen im Alltag auch noch hat. Aber ja, den schauen wir uns ganz genau an.