Sind PHEV manchmal die bessere Alternative zu BEV?

[noXan]

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Hier aber sehen wir 30% oder 34% nur durch den Generator. Hier fehlt noch der Wirkungsgrad der Antriebsmaschine. Die müssen wir best Case auf 95% rechnen, auf der Autobahn über 130km/h sogar nur 90%.
Dieser ZVG kommt dann auf einen Wirkungsgrad bis zum Rad auf 0,3 * 0,95 = 28,5% oder 27% auf der Autobahn.

Wir kennen auch den Wirkungsgrad der Batterie nicht, aber wenn der Verbrenner mit 40% gefahren wird, dann mit optimalen Zündwinkel und daher ohne der Möglichkeit eine Drehzahlregelung über den Verbrenner zu fahren, hier muss die Drehzahlregelung über den Generator gefahren werden. Inwiefern das Zwei Massen Schwungrad hier verhindern kann, dass es zu einem Motorbetrieb des Generators kommen muss wage ich einmal zu bezweifeln. Diese drehenden Massen sind meine Erachtens nur dazu da, den Schwerpunkt des Systems immer am gleichem Punkt zu halten, also nur den Zylinder auszugleichen.

...Auch wurde der Benzin verbrauch auf 100km des Testfahrzeuges nie genannt, ...

Bezogen auf die 34% bei Methanol wären es bei 95% bzw 90% Wirkungsgrad 0,323 bzw 0,306% seriell, oder parallel 33,6%, was zumindest die höhere Effizienz von Methanol darstellt. Diverse technische Literatur vom Springer Verlag lässt den Schluss zu, dass bei entsprechender technischen Auslegung Methanol effektiv bis zu 45% der Energie in den Akku bringen kann (0,47*0,95) oder 2kWh/L Methanol. Hier wurde die Möglichkeit der Nutzung des Spaltgas von Methanol wie von Houseman 1975 beschrieben noch nicht berücksichtigt, was den Wirkungsgrad um zusätzliche 10-20% erhöhen soll. In wie weit diese Zahlen mit heutigen Motoren noch korrelieren ist natürlich fraglich. Obrist selbst gibt das Entwicklungsziel mit über 50% an, wie den Unterlagen entnommen werden kann: https://www.obrist.at/wp-content/upload ... WEB_en.pdf

Dort werden 3,3L nach WLTP angegeben, was rund nutzbaren 4,7kWh entsprechen. Mit leerer Batterie soll der Verbrauch lt. einem Interview bei rund 4-5L liegen, was ich mir jedoch nicht vorstellen kann (max 7,1kWh). Möglicherweise war diese Aussage auf das Benzinequivalent bezogen und somit die volumetrische Menge von 8-10L (11,2-14,0kWh)

FEV hat auch mal ein paar Daten bzgl. effizienter Motorenkonzepte veröffentlicht bzw. einen tabellarischen Vergleich erstellt den ich in den Anhang gepackt habe sowie die Links zur Quelle:

https://magazine.fev.com/de/category/en ... g-service/
https://magazine.fev.com/de/zero-impact ... ungsmotor/

[noXan]

Langfristig wäre es somit denkbar, Fahrzeuge mit 6L/100km Methanolverbrauch zu konstruieren und bedeutend weniger in PHEV, was dem Equivalent von 66g co2/km entspricht. In Verbindung mit DAC von CO2 entsprechend niedriger. Natürlich ist es dann auch weiterhin ökologischer und ökonomischer als BEV zu fahren wie die Ergebnisse meiner eigenen Studie zeigen (Primärenergiebedarf per 100km REX 90,1kWh bei, 2-4eur/L Methanol)

[AbRiNgOi]

Wenn man probiert den PHEV dadurch zu verbessern, in dem man den Verbrenner optimiert macht man sich aber sehr, sehr glaubwürdig. Die Verwendung eines Verbrennungsmotors im Automobil wird am 29. Januar genau 136 Jahre alt. 136 Jahre Entwicklung mit extrem viel Geld dahinter. Und jetzt, wo der Hybride als letzte Verbrenner Möglichkeit gesehen wird, da kommt man und sagt, hy, da geht noch was. Der Wirkungsgrad geht locker über 50%, eh klar weis man dich schon immer.
Also entweder sind die Entwickler die letzten 136 Jahre die größten Deppen gewesen oder die größten Arschlöcher. Jetzt von einmal sollen 50% Wirkungsgrad überhaupt kein Problem darstellen? Und dann, ja dann ist der serielle Hybrid besser als ein reiner Verbrenner. Aber halt, was wäre wenn wir den super Verbrenner klassisch in einem PKW verbauen? Auch gleich mit den tollen Null-Vibrationsmode. Das kann man leider erst seit 2020, vorher war das technisch alles unmöglich, ja, ja.

Solche Ankündigungen über den 1Liter (Verbrauch) Motor gibt es seit den 80ern. Der Audi A4, damals Audi 80 wurde als 3 Liter Fahrzeug das effizienteste überhaupt und wurde nie geschlagen. Aber sicher, 1 Liter Verbrauch werden wir in ein paar Jahren haben, so die Techniker in den 80ern. Das ist fast vierzig Jahre her, damals haben alle 100 Jahre Automobil gefeiert. Und was haben wir jetzt? Nicht einmal mehr den 3 Liter Verbrauch des alten Audi 80.

Entweder geht es nicht oder wie gesagt es war eine ganz groß angelegte Bescheißaktion.

Da ich aber eher nicht der Typ bin, an eine Verschwörungstheorie zu glauben, würde ich doch sagen, nach 136 Jahren ist der Verbrennungsmotor aus entwickelt. Anders ist das nicht zu erklären.

[RiffRaff]

100 kg mehr Fahrzeugmasse bringen etwa 1 kWh Mehrverbrauch auf 100 km.
1 kWh Akku mit Struktur wiegt etwa 7 kg.

Da 100 km Reichweite rein elektrisch im Alltag zu mehr als 95% ausreichen, kann man auch unter Gegenrechnung eines kleinen REX mit Peripherie so um die 350 bis 400 kg einsparen. Macht auf 100 km Strecke so um die 3.5 kWh.

Beträgt der Grundverbrauch der REX Variante im elektrischen Betrieb 18 kWh auf 100 km wäre er also als BEV bei 21.5 kWh/100 km.
Die Differenz auf 95% der Zeit wären also 3.3 kWh, bezogen auf 5% der Zeit 66 kWh auf 100 km. Für break even dürfte also der Wirkungsgrad des REX Motor-Generators auf 27% fallen.

Ist der Wirkungsgrad höher, spart der REX Energie, ist er geringer wäre der REX schlechter.

Ein im Bestpunkt laufender Verbrennungsmotor kann sicherlich 40% erreichen. Da ist also noch genügend Spielraum.

(Disclaimer: meine Zahlen. Es steht jedem frei, die Daten seines Fahrzeuges zu verwenden)

[Odanez]

100 kg mehr Fahrzeugmasse bringen etwa 1 kWh Mehrverbrauch auf 100 km.

Das kann man so pauschal nicht sagen. In der Realität dürfte es deutlich weniger sein. Vielleicht kommen die 1kWh in der Stadt so hin, dort wo viel rekuperiert wird, aber nicht im Gesamtschnitt.

Ich weiß zumindest aus meiner eigenen Praxiserfahrung, dass der Niro gegenüber dem Leaf im Jahresschnitt (so hatte ich ihn jetzt 1 Jahr lang) nur etwa 1-1,5kWh/100km mehr verbraucht hat als unser Leaf damals, obwohl er 1. auf 1cm breiteren Ganzjahresreifen fährt (Klasse B gegenüber A auf den Sommerreifen des Leafs), und ich auf der Autobahn auch gut 10-20km/h schneller unterwegs bin als mit dem Leaf. Der Niro wiegt fast 300kg mehr als der Leaf und hat ähnliche Maße sowie cW-Wert. Auch der leustungsttärkere Motor sorgt für mehr Verbrauch.

So z.B machen die 150kg Gewichtsunterschied beim Kona mit kleinem zu großem Akku etwa 0,5kWh/100km Verbrauchsunterschied aus. Und einiges davon ist dem stärkeren Motor zu verdanken, der für mehr Verbrauch sorgt.

Also kann man den Verbrauch, der wegen höheren Gewichts zustande kommt in der Gesamtrechnung eigentlich vernachlässigen.

[AbRiNgOi]

Wenn du nicht recuperieren kannst wie ein reiner Verbrenner ist der Mehrverbrauch durch das Gewicht sehr hoch, vor allem am Berg und in der Stadt.
Ansonsten, bei einem reinem EV kann man das leicht über dem Rollwiderstand rechnen. Aber 1kWh / 100kg sind rein gewürfelt, da muss man nix mehr dazu sagen.

Bei einem 1,8t Fahrzeug sieht das je nach Reifen etwa so aus:

Also bei C Reifen um die 4kWh für 1800kg, also 0,22kWh/100kg.

[Karlsson]

Ansonsten, bei einem reinem EV kann man das leicht über dem Rollwiderstand rechnen. Aber 1kWh / 100kg sind rein gewürfelt, da muss man nix mehr dazu sagen.

Rollwiderstand 0,01...0,015 macht 10-15N/100kg.
=> 0,273....0,409kWh/100km Mehrverbrauch rein durch den Rollwiderstand.

Wenn Lader und Antrieb je 85% Wirkungsgrad haben macht das 0,377...0,566 kWh pro 100kg und 100km ab Steckdose.

Dazu noch Verluste durch Wirkungsgrade beim Beschleunigen und Rekuperieren.
Hängt dann vom Profil ab.

[RiffRaff]

Eben. Aber soll sich jeder seine Version schön rechnen. Ich halte mich an Physik.

Und ja: natürlich sind die 1 kWh pro 100 kg ein glatter Schätzwert, den man sich gut merken kann.

[noXan]

Da ich aber eher nicht der Typ bin, an eine Verschwörungstheorie zu glauben, würde ich doch sagen, nach 136 Jahren ist der Verbrennungsmotor aus entwickelt. Anders ist das nicht zu erklären.

Naja, dass die OEMs bis Tesla kam nicht den Entwicklungsdruck von Heute hatten und Verbesserungen eher Tröpfchenweise kamen, ist betriebswirtschaftlich verständlich: "Entwicklungsziel X musst du mit Budget Y erreichen. Er muss etwas besser werden als der Vorgänger" Das gleiche Spiel in der nächsten Generation. Also ja, es ist plausibel dass die Unternehmen kein Interesse daran hatten hier die Entwicklung noch stärker voranzutreiben, auch weil es der Kunde nicht wollte, siehe 3L A2, Lupo etc. Der spezifische Kraftstoffverbrauch sank mit der Elektrifizierung der Fahrzeugkomponenten wie Einspritzung und CFD-Simulationen merklich, nur wurden auch die Fahrwiderstände entsprechend größer, was zumeist die Waage hielt. Das gleiche Spiel haben Sie in der Branche für Unterhaltungselektronik. Ebenso bzgl. Energiespeichersysteme, wo in den letzten 10 Jahren eine deutlicher Weiterentwicklung von statten ging.

Daher ja, ich glaube an die Möglichkeit von 40-50% Wirkungsgrad die am Rad ankommen bei Motoren die in entsprechenden Betriebszuständen konzeptbedingt gehalten werden können, insbesondere mit der Etablierung von Methanol. Die Idee ist alles andere als neu, aber die Bedingungen und Möglichkeiten gänzlich.

Auch Mazda spricht beim Skyactive 3 von 57% Wirkungsgrad Entwicklungsziel, wobei das selbst für mich sehr utopisch klingt. Warten wirs ab.

[noXan]

Eben. Aber soll sich jeder seine Version schön rechnen. Ich halte mich an Physik.

Und ja: natürlich sind die 1 kWh pro 100 kg ein glatter Schätzwert, den man sich gut merken kann.

Sehe ich tendenziell gleich
Im WLTP zeigt sich bei Fahrzeugen mit unterschiedlichen Batteriekapazitäten ein Unterschied von ca. 0,2kWh. Im realen Mix je nach Bedingungen 0,5-1kWh, was sich durch die zusätzlichen Rekuperationsverluste leicht errechnen lässt.