Das Antriebskonzept
Ich habe hier wohl das Antriebskonzept der Zukunft gefunden. Finde ich ich im Moment die Ideale Lösung für alle Fahrzeugklassen, von Auto bis LKW.
1.Beispiel
Motorherstellerseite
Was meint ihr?
Beste Antwort im Thema
Die in Deutschland verbreitete Ansicht, dass Topspeed über 200 ein wesentliches Qualitätsmerkmal einen Autos ist, wird sich genauso schnell überleben, wie die Elektrofahrzeuge an Marktanteil gewinnen.
173 Antworten
Zitat:
Original geschrieben von SRAM
.....übrigens, der Motor mit der höchsten Leistungsdichte, den ich finden konnte:3-phasig / 2-poliger Synchronmotor
Luftspaltwicklung -> kein Rastmomenteffekt
Permanentmagnet mit Stahlarmierung
Abmessungen: AD=140mm, L=80mm
S1-Betrieb: 50kW(68HP) bei 50,000 U/min
Konstantes Drehmoment: 9.6Nm
Hast du da einen Link zu? Gerade der Wirkungsgrad bei höheren Leistungen würde mich interessieren, auch ob die 50kW wirklich die Dauerleistung sind. Bzw. auf welche Lebensdauer der Motor ausgelegt ist.
Man kann ja einfach mal einen PKW mit einem LKW-Motor vergleichen. 400PS im LKW wiegen ein vielfaches von einem 400PS PKW-Motor. Mit dem Unterschied dass der LKW-Motor die 400PS wirklich auf Dauer liefert mit entsprechender Haltbarkeit. Der 400PS-PKW-Motor hält Beschleunigungsvorgänge und ein paar km Höchstgeschwindigkeit aus. Bei E-Motoren kenne ich keine die nennenswert über 1kW pro kg liegen wenn es wirklich Dauerleistung mit hohem Wirkungsgrad und hoher Lebensdauer werden soll.
Abgesehen davon, bei welcher Drehzahl lösen sich eigentlich die Kugeln in den Lagern auf? 😁
Permanenterregte Synchronmotoren sind viel verbreitet, aber Miniaturmotoren mit 50000/min hab ich in Hybridfahrzeugen noch keine gesehen. Aber gucken wir mal, vielleicht bewähren die sich ja doch und die Zukunft bringt hochdrehende kompakte E-Motoren plus Getriebe. Das Michelin-Konzept sieht auch interessant aus. Aber auch da: Gucken wir mal wie es sich bewährt. Wenn man sich heutige aufwendige Fahrwerkskonstruktionen anguckt und dann kommt sowas simples ... Mal gespannt wie das Fahrverhalten im Vergleich zu konventionellen Fahrwerken ist. Und nein, ich meine keine Starrachse. Der Witz war gut dass das die optimale Radaufhängung sein soll. 😁
Ziele eines Fahrwerkes sind ja eben nicht konstante Werte für Spur und Sturz - auch wenn das toll klingt. Die vollständige Trennung der Federeigenschaften der Räder voneinander, die niedrigen ungefederten Masse und je nach Aufwand variabel definierbare Spur- und Sturzveränderungen abhängig vom Fahrzustand sowie virutelle Lenkachsen und Co. bringen erst ein gutes Fahrverhalten. Die Abstimmung der ganzen Federn, Dämpfern, Gummielementen und sonstigen Elastizitäten ist schon eine Kunst für sich. Sprich die Messlatte für Systeme wie das active wheel von Michelin liegt hoch.
Gruß Meik
Halli hallo,
Nein nein, das war kein Scherz, ich werde mal eingehend dazu Stellung nehmen und eine Erklärung zur Darstellung bringen. Jetzt aber zu meinem Anlassermotor Bosch 24V DD 18375N mit nominell 6,6kW, den ich normalerweise auf der Kartstrecke 6sek lang bei 48V mit 1050A belasten kann (dann geht die längste Gerade in eine Kurve über). Er hat am Samstag 4std eine Dauerbelastung auf dem Zaum durchgestanden. Resultat: 90°C Wicklungstemperatur (Wärme durch Kühlschlange und Zusatzgebläse abgeführt), aus den Deckscheiben der Kugellager schwitzte ganz leicht etwas Fett. Drehzahlfestigkeit der Kugellager ist kein Thema. Die halten wesentlich mehr als 12000 1/min aus. Dass das hier jetzt nicht falsch verstanden wird. Der Startermotor ist nicht das Optimum für das hier besprochene Radnabenantriebskonzept, zeigt aber, dass die Leistungsfähigkeit enormes Potential aufweist. Mein Kart, dessen Fahrverhalten ja von der einschlägigen Fachpresse als das erstrebenswerteste zu sein beliebt, ist starr, starrer gehts nicht. Wie schon Eingangs erwähnt, ich werde darauf besser eingehen, damit die Argumentation etwas nachhaltiger ausfallen kann (hab ja noch nen Job, den es zu erledigen gilt).
Um Geduld bittend
Tschö
Kryss
N.B.
Ist übrigens eine gute Idee, der Vergleich mit den LKW- und PKW-Motoren. Da kann ich aber nicht ganz nachvollziehen, warum ausgerechnet der Elektroantrieb im PKW erfüllen soll, was vom PKW-Verbrenner nie gefordert wird?
Muss wieder an die Arbeit, sonst wird die Anlage nix.
Tschüß
Kryss
Hast du mal bilder von dem kart für hier parat ?!?
Hi,
werd dann ja mal welche machen.
Bitte daher um etwas Geduld, weil, muss mir ne Camera kaufen.
Tschüß
Kryss
Zitat:
Original geschrieben von kryss
Ist übrigens eine gute Idee, der Vergleich mit den LKW- und PKW-Motoren. Da kann ich aber nicht ganz nachvollziehen, warum ausgerechnet der Elektroantrieb im PKW erfüllen soll, was vom PKW-Verbrenner nie gefordert wird?
Jein, beide Motoren müssen das gleiche können, die höchste zu erwartende DAUERleistung aushalten. Ein 400PS-Motor im PKW muss die außer bei ein paar Beschleunigungsvorgängen nur selten aushalten, zu 99% wird er wohl kaum über 50PS bringen müssen. Der LKW-Motor muss die vollen 400PS an jedem Hügel liefern. Der PKW-Motor ist der typische überlastfähige Motor, seine Nennleistung muss er aber auch auf Dauer liefern können.
D.h. ein PKW-Motor muss die Größenordnung von 50kW/PS je nach Auto dauerhaft liefern, eine Spitzenlast darüber nur kurzzeitig. Und die Dauerlast muss er über unzählige Stunden, egal ob bei Frost im Winter oder bei 70° in der prallen Sonne bringen, bei Regen, bei Schnee, wenn Wärme von der Bremsanlage dazukommt, ... über eine typische Lebensdauer von 200tkm. Klar halten Kugellager auch 12000/min aus. Die Frage nur welche Lager und wie lange. Auch 200tkm? Beim Nutzfahrzeug typischerweise über 1Mio km?
Gruß Meik
Gruß,
Zum Siemensmotor http://www.automation.siemens.com/.../ds_1pv5138-4ws24.pdf
sage ich einfach nur, dass das Industriestandardware ist. Siemens hat auch das hier http://de.youtube.com/watch?v=zPSoNfmuBXc&feature=related
Wenn wir etwas Geduld aufbringen, dann wird das schon. Natürlich ist es schade, dass hier http://www.hipadrive.com/
keine Diagramme zur Bestärkung vorliegen.
SRAM, hast du Diagramme von PML? Ich habe die CD mit der alten Site noch nicht gefunden. Da ist besser zu sehen, was Hi-Pa Drive™ zu leisten im Stande ist.
Skepsis ist ja gut und richtig. Aber halt auch dort, wo vermeintlich nur die unumstößliche Wahrheit zu stehen scheint.
Bis denn
Kryss
Zitat:
Original geschrieben von kryss
Skepsis ist ja gut und richtig. Aber halt auch dort, wo vermeintlich nur die unumstößliche Wahrheit zu stehen scheint.
Bei den ganzen tollen Werbeversprechen ist Skepsis auch angebracht. Solange die Hersteller nicht mit konkreten Werten rausrücken bleibe ich skeptisch. 🙂
Klar ist der Siemensmotor Industrieware. Was auch sonst? Ausgelegt als Fahrantrieb mit hoher Lebensdauer und hohem Wirkungsgrad. Und soweit müssen die Radnabenantriebe auch kommen. Standardware mit guter Zuverlässigkeit, niedrigen Produktionskosten und trotzdem gutem Wirkungsgrad. Die Entwicklungen sind noch lange nicht am Ende, bin gespannt was da in Zukunft noch alles kommen wird 🙂
Auf Produktionskosten zielt ja auch das Siemens-Video ab. Rad, Antrieb und Lenkung als fertige Baugruppe mit ein paar Schrauben am Auto montiert. Vormontage beim Zulieferer (klar, hier will Siemens natürlich Geld verdienen) und einfache und schnelle Montage am Band.
Was mich vor allem mal interessiert ist bei den Radnabenkonstruktionen die Wärmeabfuhr. Eine Vollbremsung aus 160km/h und die Bremsscheiben werden verdammt heiß, auch wenn einiges an Energie in die Batterie geht. Und hier sitzt die Bremsscheibe direkt am Motor. Mal gucken wie die das großserientauglich lösen wollen.
Andererseits frage ich mich ob der Aufwand akutell gerechtfertigt ist. Schöne Idee, ohne Zweifel. Die Industriestandardware ala Siemens könnte aber einfach über ein paar kurze Antriebswellen in jedes vorhandene Auto mit wenig Aufwand integriert werden. Kaum Nachteile gegenüber dem Radnabenantrieb, man kann bewährte und günstige Großserientechnik bei Fahrwerk und Bremsen beibehalten und auch die Motoren sind bewährt und vor allem wirkungsgradstark. Je besser der Wirkungsgrad desto niedriger das notwendige Akkugewicht.
Gruß Meik
Salve,
Bei den Drehmomentwerten, die der 1PV5138-4WS24 liefert, kann der Motor auch unbesehen einen Verbrenner mit 5 Liter Hubraum ersetzen. Dabei könnte man einfach noch das Getriebe weglassen und der Antriebsstrang als solches darf erhalten bleiben. Wie schwer ist eigentlich so'n 5 Liter Brocken eigentlich?
Aber hier an dieser Stelle quatschen wir halt über Nabenantriebe. Den 1PV5138-4WS24 könnte man ja vierteilen. So wie der gebaut ist, hält er es dann auch aus, wenn direkt am Gehäuse die Aufnahmen der diversen Gelenke angebracht wären. Also entfielen schon mal die Achsschenkel. Die Bremserei wird natürlich nicht zur Gänze in die Akkus geboostet, die hätten keine Freude daran. Es gibt aber diverse Möglichkeiten die Hitze in andere Energieträgerformen zu transferieren. Hier bitte ich darum einfach mal die Fantasie walten zu lassen. Die elektrische Bremsung wird aber nicht bis zum Stillstand ausgeführt. Für die Restwegbremsung reichen aber mickrige Bremsscheiben und Sättel, die auch der Feststellbremsung dienen sollen. Das ist jetzt mal grober Maschinenbau. Wenn dann noch an der Optimierung gearbeitet, und die Formgebung der Motorgehäuse an die Belastungen angepasst wird, dann sollte so ein Antrieb keine 25kg mehr auf die Waage bringen. Wohlgemerkt mit den geviertelten Eckdaten der Ursprungsmaschine 1PV5138-4WS24 multipliziert mit der Anzahl Räder.
Was meinst du? Könnte das etwa hinkommen?
Ciao
Kryss
Ok, der ist mit 80kW Dauerleistung für einen PKW schon zu groß. Da würde ich eher mit 50kW kalkulieren, die reichen schon für Reisetempi von 160 auf der BAB. Viel mehr muss als Dauerleistung nicht sein. Zumal die Akkus bei 50kW ruck zuck leer sein werden. Bei gleichem Leistungsgewicht wiegt der Motor dann nur noch 75kg. Wird das Auto kleiner und beschränkt man sich auf eine niedrigere Höchstgeschwindigkeit kann der Motor noch kleiner dimensioniert werden. Bei Reisetempo 130 sind wir nur noch bei rund 35kW Dauerleistung.
Das Ding dann einfach ans Differential angeflanscht und gut ist doch. Statt dem Motor und Tank kommen die Akkus ins Auto und fertig ist die Konstruktion. So ein Auto könnte morgen fahren, ohne irgendwelche Probleme und Einschränkungen was Fahrverhalten oder Komfort angeht.
Die Bremserei zum Stillstand ist nicht das Thema, das Problem ist die hohe Leistung bei hohem Tempo. Eine Vollbremsung mit an die 10m/s² bei Tempo 180 (=50m/s) und 1500kg Systemgewicht sind 10m/s²*1500kg=15000N Bremskraft mal 50m/s - da müssen kurzzeitig 750kW umgesetzt werden. Bei 130 (=36m/s) sind es immer noch runde 540kW.
Angenommen der E-Motor kann mit doppelter Überlast 100kW in Akku und einen Heizwiderstand umsetzten bleiben immer noch gewaltige Wärmemengen die eine konventionelle Bremse aufnehmen muss. Und was da die Isolierung des E-Motors sagt wenn er einen halben cm entfernt von einer glühenden Bremsscheibe liegt ... denke da wird noch die größte Herausforderung liegen. Als Vergleich: Ein Backofen oder Heizlüfter liegt bei gut 2kW.
Gruß Meik
Zitat:
Die elektrische Bremsung wird aber nicht bis zum Stillstand ausgeführt.
Ein Synchronmotor mit Permanentmagnet hat damit keine Schwierigkeiten, da er das volle Haltemoment auch bei Stillstand aufbringen kann.
Bei der Bremsung ist die Augenblicksleistung recht uninteressant. Viel instruktiver ist die vernichtete Gesamtenergie. Und die beträgt bei 180 km/h bei 1500 kg nur 0,5 kWh. Um im Vergleich zu bleiben, sind das also 15 Minuten Heizlüfterbetrieb, mehr nicht.
Gruß SRAM
P.S.: mehr gibts im Netz nicht mehr: http://web.archive.org/.../hipa_drive.html
Die Augenblicksleistung ist schon entscheidend. Wo willst du denn mit der Leistung hin? Um sie zumindest überwiegend in elektrische Leistung umzuwandeln braucht es Motoren die >500kW Spitzenleistung verkraften. Und Heizwiderstände die das aufnehmen, derartige Spitzen würde ich keinem Cap oder Akku mehr zumuten. Warum auch? Das tritt selten auf und dafür ist eine Bremse einfach leichter und billiger.
15min Heizbetrieb in wenigen Sekunden in 4 Radnaben. Das ist das was das System aus E-Motor als Nutzbremse plus eine konventionelle Bremse leisten muss. Und das ggf. noch mehrfach hintereinander. Typischer Bremsentest heutzutage sind 10 Vollbremsungen aus Tempo 100 direkt hintereinander. Je schneller ein Auto beschleunigt desto höher die Anforderung da die Abkühlzeit niedriger ist.
Das wird beim Nabenmotor schon interessant wie man die Hitze von den Isolierungen abhalten will oder ob man da neue hitzebeständigere Materialien gefunden hat. Ob die in 0,5s schmilzt oder in 5min ist egal, die Spitzentemperatur darf in den Leitungen und Wicklungen halt nicht überschritten werden. Mal gucken, wenn man da z.B. keramische Isolatoren hinbekäme wäre die Diskussion hinfällig, das Zeug hält enorme Temperaturen aus. 🙂
Also mal wieder nur Abwarten was sich die Entwickler noch tolles für diese Probleme ausdenken. Oder ob es wie ein Wankelmotor doch nie den Weg in die Massenfertigung findet. Wer weiß.
Wundert mich nur dass soviel Aufwand betrieben wird ein Problem zu lösen dass eigentlich gar nicht da ist. Fahrwerk, Antrieb und Co. ist auf hohem Entwicklungsstand und da einen E-Antrieb anzuflanschen kein großes Problem. Ich hoffe mehr auf zügige Evolution oder sogar eine Revolution im Bereich der Energieerzeugung und -speicherung.
Gruß Meik
Hi,
Meik, du hast recht, wenn es um eine schnelle Umsetzung geht, aber für eine Lösung, die mehr Platz für Insassen und Kapazität der Speicher sorgen soll, kommst du nicht um die Radnabentechnik herum. Da ist auch kein Raum mehr für meine so geliebte DeDion-Achse😉 auf die ich noch zu sprechen komme, wenn ich die Illustrationen fertig habe. Da werde ich dann über das besondere Verhalten in Kurvenfahrt und der damit eingehenden Neigung der Karosserie und die damit verbundene negative Beeinflussung des Sturzes referieren. Danke für die Geduld.
Ey, flex-didi, hab gestern ne Digicam besorgen wollen. Das kannst du dir abschminken. Bloß weil du mich hier auflaufen lassen willst, werde ich keine Kohle in ne Camera investieren, wenn ich mir dafür ein Rohchassis von SwissHuttles besorgen kann. Hab ja nicht mal 'n Handy. Mein Rechner ist ein Siemens Nixdorf PC 200 MM aus dem Jahre 1997. Warum glaubst du wohl habe ich all meine Goodies? Weil ich Prioritäten setze. Ich habe eine kleine vierköpfige Familie, eine Eigentumswohnung mit autarker Stromversorgung, eine Box an der Kartstrecke, eine Drehbank, eine Fräsmaschine, eine MIG/MAG, eine WIG, 4 Motorräder, 2 Karts (E-Kart und Kart mit 620-er KTM-Motor) und ein sparsamer umweltfreundlicher Grisu (roter Hyundai Getz 1,5 CRDi mit Partikelfilter). Sorry, aber du kannst mich ruhig darstellen wie du willst.
SRAM, danke für den Link.
Mit der Bremserei werde ich noch etwas beschäftigen. Damit ich nicht völlig daneben rechne, werde ich mir das Tabellenbuch KFZ-Technik besorgen. Eine Investition die ich der Digicam vorziehe.
Liebe Grüße
Kryss
Das Tabellenbuch ist gut (steht auch in meinem Regal), je nach Vorkenntnissen in den Bereichen würde ich aber eher das Fachkundebuch empfehlen. Im Tabellenbuch steht zwar das gleiche, aber ohne erklärenden Text drumherum. Die Thematik Bremsen lässt sich auf zwei Kernprobleme reduzieren: Die Regelung (Stichwort ABS) und die Wärmeabfuhr.
Ein E-Motor ist jetzt nicht so groß als dass ich bei konventionellem Antriebsstrang (Diff+Antriebswellen) sooooviel Bauraum verschenke. Man hat ja darüberhinaus den Vorteil nicht einen großen Akku sondern ggf. auch mehrere kleine variabel im Auto verteilen zu können. Die größten Baugruppen fehlen ja: Getriebe, Tank und letztlich der Verbrennungsmotor. Ok, letzterer ggf. noch in kleinerer Form als Range-Extender.
Was ist an der DeDion-Achse so toll sein soll interessiert mich jetzt aber - mach´s nicht so spannend 😛
Gruß Meik
Hossa,
Den Vorteil, mehrere kleine Akkus zu verteilen, sehe ich jetzt eher als Nachteil. Man sollte hier ruhig eine Normierung der Abmessungen, der Positionierung im Fahrzeug und die Lage der Anschlussstellen vornehmen. Dazu möchte ich etwas ausholen. Meine KTMs und Husky haben alle ein Reichweitenproblem. Sie schlucken enorm Sprit. Kombiniert mit dem kleinen Tankvolumen, ergeben sich Reichweiten von 120km. Schwach. Richtig. Daher, und um die Akkus nicht zu groß werden zu lassen, ist die Idee schon öfters aufgetaucht, einfach an der Tanke die Akkus zu tauschen. Das geht schneller, als 9Liter Benzin in meine KTM zu füllen.
Ich hatte schon mal ne Diskussion mit einem Magna-Arbeiter, der eine große Abneigung (Neigung! Insbesondere die Kurvenneigung sind schädlich für die Radstellung bei Kurvenfahrt, weshalb mit den Multilenkern versucht wird dem entgegenzuwirken, was die DeDion schon so kann, was aber nicht der einzige Vorteil ist, weshalb ich das gerne illustrieren möchte) gegen diese antiquierten Achsen, weil die ja nicht einstellbar sind. Hab ihn dann gefragt, was er so an seinem TT herumeinstellt. Ja, nix halt, ist ja gut eingestellt ab Werk, nö? Eben, deshalb ist gegen eine gut eingestellte DeDion auch nix einzuwenden, oder? Wie jetzt? Einstellen einer DeDion? Wie soll das gehen? Ich hab ihm dann skizziert, wie ich mir das vorstelle, und er hat dann gemeint, dass das billige Tricks meinerseits sind. Aber was spricht gegen eine justierbare DeDion? Ich gehe sogar so weit, dass an der Front die Lenkachse eigentlich auch nur ein justierbares DeDion-Gebilde sein müsste. Der einzige für mich erkennbare Nachteil ist die raumgreifende Bewegung beim Federn.
Ein schönes Beispiel, was mit DeDion geht: http://www.mowag.ch/Video/Video_E_EIV.htm
Jetzt nicht schrecken, aber bei Mowag in Kreuzlingen habe ich auch schon mal gearbeitet. Bei VW in Salzgitter, Bei ZWN in Neuenstein, bei ZF in Friedrichshafen, bei NAW in Arbon, bei Mercedes in Mannheim, bei Bosch in Nürnberg, bei Getrag (weiß nicht mehr wo), bei Volvo (nicht weit von der Grenze zu Holland) in Belgien, bei diversen Aufbauherstellern in der Schweiz, bei Brändle Feuerwehrfahrzeuge in Gloten (Sirnach, Schweiz). Das ist nur ein Ausschnitt an Tätigkeiten über Maschinenmechaniker, KFZ/NFZ-Schlosser zum Konstrukteur.
Meine Hobbys sind schon in früheren Beiträgen erwähnt. Ich habe schon viele Kisten gehabt und zu Tode gefahren. Ich habe den Jeep CJ5 so umgebaut, wie es Mowag in den Eagle und Duro erst 3 Jahre später realisiert hat. Aber eigentlich ist Mowag nur Nutznießer von BUCHER, die den DURO ersonnen haben.
Ich habe ebensoviel Benzin wie Diesel und Ampère-Käferchen im Blut. Mir gefällt alles was für ein Fortkommen sorgt. Deshalb habe ich weit weniger Skepsis als Neugierde gegenüber der Elektrifizierung.
Bitte noch etwas Geduld, aber die Zeichnungen machen sich nicht von alleine.
Tschö
Kryss