Konzept für Range-Extender E-Auto

[ubit]

Anders herum wird's was - den sRex so bauen, dass er auch bei seltener Nutzung abrufbereit ist. Das ist mal eine übliche Ingenieuraufgabe und keine Raketentechnik.

Eben - und selbst wenn das - zunächst - nicht wirklich gelingt sollte es doch ein Leichtes sein über die ohnehin haufenweise im Fahrzeug steckenden Computer das Teil regelmäßig mal kurz laufen zu lassen. Bevorzugt wenn man gerade außerhalb der Städte auf Autobahn oder Landstraße unterwegs ist. Auf den Schadstoffausstoß würde das nur marginale Auswirkungen haben.

Ciao, Udo

[B.XP]

Ein vernünftiges Lastenheft für ein Range-Extender-Hybridauto könnte wie folgt aussehen:

Sorry, wenn ich das so direkt sage, aber dein Konzept ist nicht vernünftig, sondern das genaue Gegenteil davon und bringt einige ernsthafte Nachteile mit sich, auf die man als Nicht-Entwickler vermutlich nie kommt. Deine Haupt-"Innovation" ist es, im PHEV beide Motoren minimal auszulegen.

Erstens mal verursacht das ganz praktische Probleme: Wenn du schneller als die willkürlichen 105km/h fahren willst benötigst du immer fossilen Kraftstoff. Ohne geladenen Akku kommst du gar nicht auf die Geschwindigkeit.
Und dein Verbrenner hat immer hochtourig und mit optimaler Last (!) an der Nenndrehzahl zu arbeiten. Das führt zu einer ziemlichen Lärmbelästigung.

Neben den praktischen Problemen erhältst du einige technische Probleme: Bleiben wir bei dem Punkt "optimaler Wirkungsgrad". Um den zu erhalten, darf sich der Betriebspunkt aus Last und Drehzahl nicht groß verändern. Beim Seriellhybrid (oder REX) kannst du das noch einfach hinbekommen, hier hat der Verbrenner einen eigenen Generator. Mit läppischen zwei Gangstufen kommst du aber nicht aus, weil du zwischen 60 und 120 km/h eben nicht die gleiche Drehzahl erhalten kannst. Es sei denn: Du integrierst ein CVT-Getriebe (*). Übrigens ist jede Form von Schalt-Getriebe für einen Seriellhybrid unnötig und bedeutet hier erstmal eines: mehr Gewicht.
Dann musst du auf dem Verbrenner Last erzeugen. Da wir nicht bei "Lego Technic" sind brauchen wir ein Planetengetriebe damit die Kraft gut zwischen Aktoren und Achse verteilt werden kann.
Jetzt willst du dir den Anlasser sparen. Das Problem: Du musst mit der Leistung der E-Maschine den Verbrennungsmotor hochziehen. Egal wie sanft du die Kupplung (auch ein neues Teil...) und die E-Maschinen-Leistung regelst: Das Schleppmoment des Verbrenners musst du überwinden. Idealerweise beschleunigt oder bremst dein Fahrzeug bei der ganzen Aktion nicht. Ich erinnere mich, dass vor ~10 Jahren einige Abschlussarbeiten öffentlich ausgeschrieben waren, die sich dem Thema widmen sollten, auf den Starter hätten die Hersteller nämlich sehr gerne verzichtet. Das Ergebnis ist allgemein bekannt: Die meisten Plugin-Hybride haben entweder Hybridgetriebe mit zwei Kupplungen und Sychronmaschine und eigenem Starter oder zwei getrennte E-Maschinen plus Verbindung über Mechanik. Die Zustarts sind einer der Hauptgründe davon.
Ein zweiter Grund ist die Lastregelung des Verbrennungsmotors. Damit du den optimalen Verbrauch erzielst, muss der Verbrenner nahe an der Volllast laufen. Da dein Vehikel auch längere Zeit Berge hoch und runter fahren soll (also: Immer!) und mit unterschiedlicher Beladung klar kommen muss, ist diese Last zusätzlich zu erzeugen. Das tut etwas zusätzliches: Es erhöht den Verbrauch und geht nur so lange, wie die Speicherbatterie nicht voll ist.

Da E-Maschine und Verbrennungsmotor in dem Konzept zum einen geringe Leistung und eine geringe Überschneidung haben ist dein Spielraum für solche Aktionen sehr begrenzt. Um alleine mit dem Verbrenner Tempo 100 zu halten brauchst du bei "normalen" Autos schon 20kW (keine 10, reicht nicht), ausgerechnet aus den Widerständen und Verlusten am Getriebe - weil dem die Kraft fehlt müsstest du mit der E-Maschine schon Boosten. Für Maximalgeschwindigkeit Tempo 130 musst du entsprechend noch was drauf legen. Die Frage ist ob deine E-Maschine dann noch ausreichend ausgelegt ist...

Und für die ganze Geschichte bindest du dir die komplette Komplexität eines automobilen Verbrennungsmotors ans Bein. Tank, Luftfilter, Drosselklappe, Kraftstoffsystem, Kühlsystem, Motoröl, Abgasnachbereitung (Kat, Partikelfilter)...tatsächlich dürfte es nur wenig kompakter gehen als das was BMW mit dem i3-REX anstellt.

Der Witz an der ganzen Geschichte ist: Das Fahrzeugkonzept, was du hier zurecht bastelst gibt es als Toyota Prius, Auris Hybrid, Yaris Hybrid, Aqua ... such dir eins aus, mit vergrößerter Batterie als Plug-In. Dazu noch den VW XL1 als Minimal-Konzept in Kleinserie. Und dann gibt es natürlich noch den Nissan Note ePower...
Gerade letzterer widerlegt deine These, dass der Seriellhybrid einen schlechten Wirkungsgrad aufweist. Range-Extended-BEVs unterliegen gesetzlichen Beschränkungen, die dem ganzen enge Grenzen setzen, sowohl im Tankvolumen als auch in der Fähigkeit den Ladezustand zu halten oder auch tatsächlich zu laden.

Wenn ich einen mir bekannten Entwickler sinngemäß zitieren darf: "Wir haben einen Lade-Modus implementiert, bei dem man während der Fahrt mit dem Verbrenner die Akkus laden kann. Wir wissen zwar, dass es ineffizient ist, aber ohne können wir das System wegen der Erwartungshaltung der Kunden nicht verkaufen. Es wäre viel sinnvoller, bei leerem Akku einfach hybridisch zu fahren".


*) Wenn du schon ein CVT-Getriebe hast, wäre natürlich die Frage warum dein Fahrzeug nicht bei (Stau- oder) Stadtgeschwindigkeiten ebenfalls mit Verbrenner laufen kann.

...
Und für die ganze Geschichte bindest du dir die komplette Komplexität eines automobilen Verbrennungsmotors ans Bein. Tank, Luftfilter, Drosselklappe, Kraftstoffsystem, Kühlsystem, Motoröl, Abgasnachbereitung (Kat, Partikelfilter)...tatsächlich dürfte es nur wenig kompakter gehen als das was BMW mit dem i3-REX anstellt. ...

Sorry, wenn ich mir hier nur einen Teil rausgreife.

In Leipzig steht ein 1:1-Modell vom i3, welches so ziemlich alle Komponenten vom unten liegenden Drive- und aufgesetztem Lifemodul zeigt (mit Höhenabstand).
Mich hat's fast in die Ecke geworfen als ich sah, dass 75% des Heckplatzes für Rex-Motor, bulligen Luftfilter und große Abgasanlage draufgingen.

Das Konzept des sRex ist top, aber so ein Ungetüm kann man 2019 nicht mehr bringen. Ich verstehe, dass diese Rolleradaption mit dem 120Ah-Akku in DE vom Markt flog.
Mir ist es allerdings auch ein Rätsel, warum die Königsdisziplin der deutschen Industrie "Motorenbau", dort keine Innovation zeigt. Das ist gelinde gesagt - erbärmlich.

good night
U x I

[B.XP]

Dein Urteil ist völlig daneben. Als Modul muss beim i3-REX alles "im Block" zusammengefasst sein, was sonst im Fahrzeug großflächiger verteilt ist. Das einzige, was noch "ausgelagert" ist, ist der Tank.
Weder Luftfilter noch Abgasanlage kannst du kleiner dimensionieren. Was du beim Konzept von Meerwind7 sparst ist der Generator. Den ersetzt du durch eine Kupplung, ein Schalt- und ein Planetengetriebe. Alleine durch das Getriebe-Arrangement dürfte der Platzbedarf höher werden als zuvor, und die durch die mechanische Ankopplung an den Antriebsstrang ersetzt du die elektrischen Verluste durch mechanische. Wie gerade der Note e-Power zeigt ist die elektrische Kraftübertragung verlustärmer als die mechanische. Insofern ist die Grundannahme für dieses Konzept schon falsch.

Es gab ja übrigens auch noch den A1 e-Tron, der für einige Zeit zum Stadtbild von Ingolstadt gehört hat...Das Konzept wäre damals interessant gewesen, wenn es nicht abgesägt worden wäre. Mit heutigen Akkus wäre die Reichweite im gleichen Package bei >100km elektrisch gelegen. Mittlerweile ist das Thema aber ohnehin überholt. Der i3 fährt elekrisch schon 300km (vorläufig ja nur im WLTP) ohne künstliche Einschränkungen, der Note e-Power unterbietet als Seriellhybrid die besten leistungsverzweigten Hybride (der Prius-Familie).

Dein Urteil ist völlig daneben. ...

Warum?
Ich messe das am Ergebnis (nicht vorh. sRex) und das, was diese hochdotierte "Schnarch"-Autoindustrie bis dato bezüglich sRex abgeliefert hat, ist bei BMW wenig und bei den anderen deutschen OEM NICHTS.

Das hattest Du gesehen? Es ist bereits aus 2013!
https://www.youtube.com/watch?v=xtzqI1ouxi8
https://www.youtube.com/watch?v=-Hn43WGe4ws

komponenten/serielle-range-extender-ein ... 32461.html

btw:
Es ist und bleibt eine normale Ingenieuraufgabe, nur an der muss auch mal gearbeitet werden. "Geht nicht kleiner." gibt's nicht.

Wie gerade der Note e-Power zeigt ist die elektrische Kraftübertragung verlustärmer als die mechanische. Insofern ist die Grundannahme für dieses Konzept schon falsch.

Ev. eine Missverständnis - ich bin absoluter Anhänger eines seriellen Rex/Hybriden. Das Note e-Power-Konzept geht in die Richtung und müsste nur noch um ein paar kWh erweitert werden.

VG U x I

[B.XP]

Seriell kann man die Dinger ja durchaus betreiben. Aber mit der leistungsverzweigung die hier als Alternative dargestellt wird, wird's halt nix.

Alle diese Rangeextender haben ein Problem: Abgasvorschriften. Im Prototyp rumgurken ist ja ganz witzig, aber da darfst du ja eigentlich tun und lassen was du willst, solange du das Vehikel nicht vertickst. Und dann hast du am Ende Kundenstudien, die dir sagen, dass das was du entwickelt hast ja ganz nett ist, aber sie dafür halt kein Geld ausgeben wollen.
Man muss sich vor Augen halten, dass schon Euro5 für den Wankel-RX-8 eine unüberwindbare Hürde war.

[umali]

Seriell kann man die Dinger ja durchaus betreiben. Aber mit der leistungsverzweigung die hier als Alternative dargestellt wird, wird's halt nix.

Alle diese Rangeextender haben ein Problem: Abgasvorschriften. Im Prototyp rumgurken ist ja ganz witzig, aber da darfst du ja eigentlich tun und lassen was du willst, solange du das Vehikel nicht vertickst. Und dann hast du am Ende Kundenstudien, die dir sagen, dass das was du entwickelt hast ja ganz nett ist, aber sie dafür halt kein Geld ausgeben wollen.
Man muss sich vor Augen halten, dass schon Euro5 für den Wankel-RX-8 eine unüberwindbare Hürde war.

Na mach' mal halblang.

1. 100% seriell sind wir uns einig, dass das der Weg zur Vollelektrifizierung ist? => Verzweigung macht keinen Sinn mehr
2. Abgasvorschriften:
Der Betriebsmode eines sRex erlaubt perfekte Rahmenbedingungen. Des Weiteren reden wir hier nicht nur von Kolbenmotoren. Gasturbine, FKLG und weitere sind möglich. Nur hat sich daran kaum ein deutscher Hersteller herangewagt. Immer schön in der Annahme, dass der gute 3/4/6/8-Zylinder richtig g.... ist und ewig verkauft werden kann.

Fakt ist, dass die OEM beim sRex mindestens so hinterherhängen wie bei den Zellen.
ABER die Stärke der deutschen Ingenieure war immer, auch kurzfristig coole Ideen umzusetzen. Wenn man die Ing. aber für sinnlose WLTP-Zertifizierungen an tausenden Modellvarianten "verheizt", weiß ich auch nicht mehr, was das noch werden soll.

Ich denke, dass die sich mal Ihrer Wertigkeit bewusst werden sollten, um Politik, Managern und Kaufleuten klar zu machen, dass erstmal ein Top-Produkt geschaffen werden muss. Dazu muss auch experimentiert werden dürfen. Von den Hochschulen kommt ja selten was zurück.

VG U x I

[B.XP]

Dem Beitrag kann ich ja zustimmen. Du hast aber bei jeder Neuentwicklung das Problem, dass man gegen ein akzeptiertes, etabliertes und ausgereiftes Produkt antritt. Und das ist insofern ein Problem, dass man als Ingenieur viel kann und will, aber schlicht nicht darf.

Dem Beitrag kann ich ja zustimmen. Du hast aber bei jeder Neuentwicklung das Problem, dass man gegen ein akzeptiertes, etabliertes und ausgereiftes Produkt antritt. Und das ist insofern ein Problem, dass man als Ingenieur viel kann und will, aber schlicht nicht darf.

Dagegen hilft nur - MACHEN und sich nicht einlullen lassen. Ich weiß - leicht gesagt, aber bei sRex müssen wir jetzt echt mal neu denken. Denn ich bin mir sicher, dass wir noch mind. 5 Jahre mit zu wenig Akku-kWh und zu viel Akkugewicht zu kämpfen haben.
VG U x I

[B.XP]

Das ist leider einfacher gesagt als getan. Wenn das Umfeld nicht stimmt, passt man sich entweder an und tut nichts/was anderes oder geht daran zu Grunde. Oder man wechselt, wie ich letztes Jahr, das Umfeld.

Das Klima für neue REX-Experimente ist auf jeden Fall mittlerweile absolut ungünstig.