Sind PHEV manchmal die bessere Alternative zu BEV?

[buddha]

Dann lassen wir uns von Mazda überraschen. Wollten sie nicht im MX30 einen Wankel als Extender verbauen?

[RiffRaff]

Ja. Konzept gefällt. Doch die Gefahr besteht halt, daß keine wahlfreie Steuerung erlaubt wird. Richtig nutzbar ist das nur, wenn man als Fahrer über den Einsatz voll entscheiden kann, und z.B. nicht irgendeine Automatik den REX schon bei 25% Akkustand oder bei Außen-Temperaturen unter null Grad automatisch anwirft......

[noXan]

Wieviel kW bräuchte dieser Extender für 120...130km/h Autobahnfahrt?

das kommt ganz auf die Fahrwiderstände an.
Der REx im I3 liefert max 28KW, wovon lt. Wikipedia 26,6KW elektrisch nutzbar sind (95%).

Den effizientesten Betruebspunkt hat er bei 3500upm und 90% Last, was 18,3KW entspricht bzw 17,4KW die ankommen. Damit das reicht müsste der Verbrauch bei 130kmh bei max. 13,4kWh/100km bzw max. 14,5kWh/100km bei 120kmh liegen.

Wenn nun das Fahrzeug keinen optimalen CWa wie der i3 hat, liegt das Limit eher noch darunter. Beim I3 REx sind es bei 110kmh max.15,8kWh/100km.
Das wird von fast allen Fahrern kritisiert, da der REx anschließend durstig und laut wird.

Ich sehe daher 40kWh als guten Wert, um nicht bei der Reisegeschwindigkeit bzw. beim Komfort eingeschränkt zu werden. Er hat unten rum einfach mehr Reserve als der 28KW REx im I3.

Nachfolgend noch das Muscheldiagramm zum I3 REX. Hier seht ihr auch den Einfluss eines leeren Akkus auf die Drehzahl. Unter 3,5% SoC gibt es zb. Kein Start/Stop mehr und die Performance wird bei gleicher Drehzahl voll ausgenutzt

Mir ist jetzt nicht klar warum im REX Betrieb der Strom über den Akku gehen soll. Ich dachte der durch den REX erzeugte Strom geht direkt in den Antriebsmotor? Je nach Fahrzustand mal mehr mal weniger.

Mal abgesehen davon sind die 40% vom REX deutlich besser als die im realen Fahrbetrieb sonst üblichen 10-15% bei reinen Verbrennern. Da ist es doch unter dem Strich besser, wenn von den 40% noch 25-30% am Rad ankommt? Oder?

Der REX soll wirklich nur als Reichweitenverlängerer dienen. Daher sollte der nicht zu groß ausgelegt sein. Ich denke das er bis zu 130km/h ermöglichen soll, sollte mehr als ausreichend sein. Wer schneller fahren will, muss sich eben Strom besorgen.

Logischer Weise hat man nur zwei Möglichkeiten. Den Verbrenner im Bestpunkt betreiben, wo dann die Leistung des Verbrenners eher nicht zum Fahrzustand passt, denn selbst auf der Autobahn macht ein Auto keine konstante Last. Dann muss der Akku ran inkl. der Verlustkette. Oder man passt den Verbrenner an den Lastzustand an, aber dann ist der Bestpunkt weg. Allerdings macht diese Abwägung jede Steuerung eines Hybriden.

Hier kommt einmal mehr die Frage auf, wo ist denn eigentlich der Unterschied zwischen einem PHEV und einem BEV mit REX? Ich würde es mal halt darauf beziehen, dass der REX eben nicht die Räder direkt antreibt, sondern immer nur einen Generator. Das ist in meinen Augen ineffizient, denn auch wenn die Verluste nicht riesig sind, aber aus mechanischer Energie elektrische Energie zu machen und dann wieder zurück, bringt klar Verluste mit sich.

Und ein klein dimensionierter Verbrenner kann man zwar tendenziell eher am Bestpunkt betreiben, aber auch bei 120 km/h muss man immer mal wieder Gas geben und das schluckt richtig Energie. Klar kann das E-Motor und Akku kompensieren, aber am Ende muss man das wieder nachschieben, mit den entsprechenden Verlusten.

Und auch PHEVs kommen bei passendem Betrieb nicht auf 10-15% Wirkungsgrad. Bei meinem gibt es keinen Zustand, der solch einen Zustand zulässt. Anbei mal das Muscheldiagramm, welches einem OM654 entspricht. Die Grenze in der der Verbrenner sich bewegt, ist die 220g/kWh Linie. Darunter und links davon ist der Motor aus und den Diesel über 4000 1/min zu drehen ist schlicht sinnbefreit. 220g/kWh entspricht 38,5% Wirkungsgrad. Der Bestpunkt ist noch mal ca. 4% besser, aber das ist nicht die Welt. Daher lädt der Diesel auch nicht den Akku auf, um den Diesel in ernsthaft bessere Bereiche zu bringen, sondern nur dafür, dass man sich leisten kann, den Verbrenner abzuschalten, wenn man außerhalb den 220g/kWh operiert.

Und das alles funktioniert und deckt sich extrem mit meinen praktischen Erfahrungen. Tempo 120 ... 130 macht entweder eine elektrische Leistung von 22 ... 23kWh oder eine Verbrennerprimärverbrauch von guten 45kWh. Macht Wirkungsgrade von knappen 80% bzw. 40%.
Und der Diesel läuft eigentlich auch nur als Extender, so 10-15 mal pro Jahr (mal zwei, weil wieder zurück). Das wäre bei dem i3 mit Rex auch nicht anders. Nur auf diesen 10-15x würde die Akkukapazität einen höheren E-Anteil bringen, aber ich vermute am Ende keinen geringeren CO2-Ausstoß, aufgrund des ineffizienteren REX-Konzepts.

[noXan]

Das primäre Argument für einen seriellen REx betrieben mit eFuels/Methanol ist mMn nicht den bestmöglich Wirkungsgrad an die Räder zu bringen und somit eine direkte mechanische Verbindung, sondern das Potential der Simplifizierung bei hohen Wirkungsgrad, die flexiblere Wahl des Bauraums und die niedrigeren Kosten.

Als ich gehört habe, dass Obrist beim ZVG von einem Costbrakedown von <1300eur sprach wurde mir das schlagartig bewusst. BMW hat dieses Potential beim I3 nicht genutzt und den REx mit wenig attraktiven 4500eur extra bereist bei gleichzeitig kleiner Autarkie aufgrund des kleinen 9L Tanks. Kostet dieser "nur" 2000eur und der Tank fast 30L braucht es sehr gute Gründe und den entsprechenden Anwendungsfall um ein parallel Konzept dennoch zu priorisieren. Bei 30-40kWh Akku + REx sprechen wir von >200km E-Reichweite. Damit sind in der Regel deutlich über 80% der Gesamtfahrstrecke elektrisch fahrbar ohne Komfort oder Zeitverlust sowie durch den REx die Flexibilität eines ICE bzw. 80-120kWh Akkus zum deutlich niedrigeren Preis. Die Wirkungsgrad Nachteile während 20% der Gesamtfahrstrecke wiegen meiner Meinung nach die vielen Vorteile für potentielle Käufer nicht auf.

Der PHEV muss bei deutlich größerer el. Reichweite kleineres Geld kosten, um für die Menschen erschwinglich und attraktiv zu werden. Das geht mMn nur mit seriellen REx und REEV. Damit hätte man das Potential die Elektromobilität deutlich schneller und breiter in der Bevölkerung zu etablieren. Der REEV ist nicht das beste Konzept in den unterschiedlichen Disziplinen, aber wie hier als Vergleich bzgl eines anderen Themas schon mal angeführt wurde, der beste 10-Kämpfer im Feld.

[noXan]

Das ist auch ein Grund warum ich fieberhaft auf den MX30 "Rotary" warte. Ich möchte wissen ob die Entwickler bei Mazda ihre Hausaufgaben gemacht haben, und der Wankel gleichzeitig finanziell attraktiv bleibt. Im Bezug auf das "BEV Fahrgefühl" während der REx Fahrt macht das den Eindruck, da Mazda immer wieder kommuniziert wie leise und unauffällig der Wankel läuft. Wenn er jetzt noch kein gnadenloser Säufer ist, wird das mMn ein sehr erfolgreiches Fahrzeug.

[buddha]

Logischer Weise hat man nur zwei Möglichkeiten. Den Verbrenner im Bestpunkt betreiben, wo dann die Leistung des Verbrenners eher nicht zum Fahrzustand passt, denn selbst auf der Autobahn macht ein Auto keine konstante Last. Dann muss der Akku ran inkl. der Verlustkette. Oder man passt den Verbrenner an den Lastzustand an, aber dann ist der Bestpunkt weg. Allerdings macht diese Abwägung jede Steuerung eines Hybriden.

Der Standard muss 1. sein (, sofern man sich im wenig genutzten Bereich Langstrecke befindet).

Und ein klein dimensionierter Verbrenner kann man zwar tendenziell eher am Bestpunkt betreiben, aber auch bei 120 km/h muss man immer mal wieder Gas geben und das schluckt richtig Energie. Klar kann das E-Motor und Akku kompensieren, aber am Ende muss man das wieder nachschieben, mit den entsprechenden Verlusten.

Dafür gibt es nach Gasgebestrecke auch Nichtgasgebestrecke.
Außerdem ist es kein Problem, den Extender für jede gewünschte Geschwindigkeit zu bauen. 140km/h ist kein Problem.
Und selbst der clevere Mix aus Extender + Akku ist bei unterstützender Elektronik, die die Routenführung nutzt, kein Problem. Im Gegenteil - wenn man damit sicher und zügig ans Ziel kommt, ist es perfekt

Und das alles funktioniert und deckt sich extrem mit meinen praktischen Erfahrungen. Tempo 120 ... 130 macht entweder eine elektrische Leistung von 22 ... 23kWh oder eine Verbrennerprimärverbrauch von guten 45kWh. Macht Wirkungsgrade von knappen 80% bzw. 40%.

Meinst Du kW? EnergieMENGEN benötigen immer Zeit .

Und der Diesel läuft eigentlich auch nur als Extender, so 10-15 mal pro Jahr (mal zwei, weil wieder zurück). Das wäre bei dem i3 mit Rex auch nicht anders. Nur auf diesen 10-15x würde die Akkukapazität einen höheren E-Anteil bringen, aber ich vermute am Ende keinen geringeren CO2-Ausstoß, aufgrund des ineffizienteren REX-Konzepts.

Wenn Dein Diesel (Es ist ein PHEV, richtig?) so wenig läuft, kann man sich die aufwendige, CO2-intensive und teure Herstellung aller überflüssigen, mechanischen Komponenten wie Getriebe, Kupplung, großer Motor, usw. komplett sparen.

[noXan]

Was ich hier noch anmerken möchte: Beim I3 REX wählt die Regelung abhängig von Geschwindigkeit, SoC, die passende Drehzahl und Last. Es ist also grundsätzlich dynamischer als man es sich erwarten würde. Die App "deep OBD" ist ein super Werkzeug um dieses Verhalten beurteilen zu können:

Im interessanten und relevanten Geschwindigkeitsbereich ab ca. 70-80kmh steigt die Drehzahl unabhängig von der genauen Geschwindigkeit/Last auf 3500upm. Abhängig von den Fahrwiderständen wird die Last anschließend zwischen 40 und 92% gehalten, hauptsächlich durch Änderung der Drosselklappenansteuerun, der auch Einspritzzeit, Zündwinkel usw. folgen. Für die Fahrwiderstände ist mMn nicht die Stromaufnahme des E Motors relevant sondern der SoC des Akkus. Der REx reagiert also nicht auf das Gaspedal, sondern allen voran auf die Zellspannung, die er über einen definierten Zeitrahmen beobachtet und dann ein Mittel daraus bildet. Je größer der Akku, desto verzögerter die Reaktion. Fällt dieser SoC, versucht die Regelung den zuvor definierten SoC Haltepunkt wieder zu erreichen. Dieser Regelung obliegt ein gewisser Puffer, der für die hier schon genannten kurzen Peaks während einer Beschleunigungsphase oder Bergfahrt bereitsteht. In diesem Puffer wird abhängig vom SoC Verlauf in Folge und Dauer der erhöhten Last
- nichts unternommen
- die Drosselklappen weiter geöffnet und die Last zw. der Output des REx erhöht. Die Drehzahl bleibt konstant
- die Drehzahl erhöht, wenn der definierte Puffer unterschritten wird. Das sind im ersten Schritt ca. 4200upm, kann aber auch auf 4800upm und 92% Last steigen. Dieser Modus wird so lange gehalten, bis wieder der Grenzwert des Puffer unterschritten wird.

Wenn man sich nun nach längerer Bergauffahrt (Höhere Geschwindigkeit und Steigung resultieren beide in erhöhten Fahrwiderstände) im Gefälle befindet, wird der REx mehr Energie zur Verfügung stellen als benötigt wird, um den definierten Haltepunkt zu erreichen, also auch die Batterie zusätzlich laden. Wird dieser Punkt nun erreicht und das Gefälle dauert noch an, reduziert die Regelung nicht die Drehzahl sondern die Last. Diese fällt nach meiner Beobachtung auf bis zu 40% und verweilt dann dort. Kommt es währenddessen dennoch durch zb. Rekuperation zum Überschreiten des definierten SoC Haltepunkts von 1-2% wird der REx abgeschaltet und startet erst wieder, wenn der definierte Punkt erreicht/unterschritten wurde. Das ist auch der einzige Trick mit dem der Akku während der Fahrt bis 75% geladen werden kann. Heißt: Langsam den Berg hoch, und runter rekuperierend mit laufenden REx. Wenn nun der gesetzte Wert um 1-2% überschritten wurde, muss der REx abgeschaltet und wieder gestartet werden. Dadurch wird der definierte Punkt nach oben verschoben. Ich habe so bei einem Test über 25% Akku zusätzlich laden können. Das Limit ist aber auch hier bei 75% definiert.
Ist der SoC höher als 75%, kann der REx nicht zu geschalten werden
Gleiches gilt für 6.5%. Fällt der SoC unter diesen Wert, startet der REx automatisch.
Bis zu einem definierten mindest SoC verfügt der I3 REX über eine Start/STOP Automatik. Ab >24kmh schaltet sich dieser zu, ab <16kmh wieder ab. Unter 3,5% wird auch diese Regelung overruled und der REx läuft im Stand. Es ist also nicht möglich mit leeren Akku und Benzin im REx liegen zu bleiben.
Bei gescgwindigkeiten <70kmh befindet sich die Drehzahl bei zumeist 2400upm, kann aber auf 3000upm steigen
Insgesamt hat der REx somit ca. 5 definierte Drehzahlen, bei denen die Last angepasst wird. Über alle Betriebspunkte und Drehzahlen hat der I3 REX einen Wirkungsgrad von min 27%, wie dem Muscheldiagramm entnommen werden kann.

(Nchdem ich über die Kiste so oft schwafle kann ich euch das Buch von Bricknell empfehlen. Ist bezahlbar und generell im Bezug auf BEVs eine Empfehlung, natürlich im Detail für den I3 und auch den REx noch aufschlussreicher)

Hier der Link zum Buch
https://www.amazon.de/dp/B08WYDVQMM/ref ... WHHC8DN6Y5

[env20040]

Man erkennt doch immer wieder dass der Verbrenner Anhänger in der Argumentationsschleife hängt, dass ein Verbrenner Motor unbedingt direkt mit der Straße verbunden sein muss.
Erst eine Entkopplung der Motors von der Straße und die Bemängelte, aber Wirkungsgrad notwendige Fixdrehzahl steigert die Effizienz, ebenso der Betrieb bei Nennleistung.
Da sind dann Speicherverluste auch gleichgültig.
Unterschiedliche Lastanforderungen schalten halt den Verbrenner ab und an.
Da muss man über eine Bergab Strecke doch gar nicht nachdenken.
Weiters: Warum soll die Ladung mittels Rex 30% Verluste generieren wenn die Ladung am Netz einen besseren Wirkungsgrad hat?
Es sind keine "anderen Elektronen"....
Demnach hinkt die Argumentation hier wohl irgendwo etwas.
Ein Motor in idealen Last, und Drehzahl Bereich betrieben, wie effektiv arbeitet dieser?

Irgendwo im Forum wurde mal behauptet mit 60% Wirkungsgrad, bezogen auf die zugeführt Energie.
Ein Direktgekuppelter Motor in Verbindung mit der Straße?
35%, maximal im Schnitt.
Man erkennt, dass da was faul an den Werten sein muss, oder?
Fänrt Jupp 78 mit 4, 5 Liter, bei 35%, was braucht das Fahrzeug dann bei 60% Wirkungsgrad?

Aber, man kann Dan keine 8 Zylinder mehr verkaufen und die deutschennPremiummarken verlieren Märkte.
Daher muss das Konzept des PHEV verboten werden, oder der Hubraum begrenzt werden.

Sonst fahren in 10 Jahren noch pseudo Umweltfreundliche Autos vom Band.

[schattenparker]

Das ist auch ein Grund warum ich fieberhaft auf den MX30 "Rotary" warte. Ich möchte wissen ob die Entwickler bei Mazda ihre Hausaufgaben gemacht haben, und der Wankel gleichzeitig finanziell attraktiv bleibt. Im Bezug auf das "BEV Fahrgefühl" während der REx Fahrt macht das den Eindruck, da Mazda immer wieder kommuniziert wie leise und unauffällig der Wankel läuft. Wenn er jetzt noch kein gnadenloser Säufer ist, wird das mMn ein sehr erfolgreiches Fahrzeug.

Wenn ich das richtig gelesen habe, Höchstgeschwindigkeit 120 Km/h.
In einem Land wo die Fahrer in einem Punkt noch indischer sind, als der Inder selbst ?
Wo das Tempolimit eine heilige Kuh ist ?