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E-Auto und CVT! Innovation oder Schrott?
Guten Tag,
ich bin heute auf diesen Artikel (auf Englisch) gestoßen.
Aktuell haben E-Autos meines Wissens nach quasi alle einen festen Gang und nur in sehr wenigen Fällen (der Porsche Tycan Turbo S z.B.) ist ein 2-Gang Getriebe verbaut. Hat den Vorteil, dass das ganze sehr easy aufgebaut ist, wenig kaputt gehen kann und natürlich weniger Kosten entstehen. Und wenn man sich das Leistungsdiagramm (s.Bild) eines E-Motors ansieht macht das auch durchaus Sinn, da die Leistungskurve sehr flach ist und auch in fast allen Tests immer gesagt wird, dass ein Elektroauto wahnsinning gleichmäßig, stark und sofort beschleunigt.
Doch jetzt will Bosch da ein CVT-Getriebe reinbauen? Das wären doch mehr Teile, die kaputt gehen können, mehr Wartungsarbeiten (da wird doch sicher wieder Getriebeöl drinnen sein), und damit wäre doch ein Vorteil der E-Autos wieder zunichte gemacht.
Zusätzlich wird der mMn eh schon recht hohe Preis für E-Autos noch höher.
Ebenso bin ich noch nicht so überzeugt, dass tatsächlich ein Getriebe, das ständig Verluste einfährt besser als eine direkte Verbindung ist und in allen Fällen effizienter ist.
Deswegen würd mich mal eure Meinung zu dem Thema interessieren und in welcher Klasse (Nissan Leaf, ID.3, Tesla oder Porsche) das ganze denn verbaut werden soll.
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45 Antworten
Zitat:
@Zephyroth schrieb am 16. Dezember 2020 um 14:29:57 Uhr:
Zitat:
@400.000km schrieb am 16. Dezember 2020 um 13:36:04 Uhr:
Mit CVT kann man aber andere, kleinere, billigere E-Maschinen einbauen, die das nicht so gut können, wie die heutigen Modelle.
Das ist ein Trugschluss. Das einzige was man sich sparen könnte, wäre ein hochdrehzahlfester Rotor, der Rest bliebe davon unangetastet. Nur, den brauchst du nur bei HighPerformance-Modellen, die einen großen Geschwindigkeitsbereich abdecken müssen (>200km/h). Die Autos für Otto-Normalverbraucher hingegen, sollten mit einem einfachen E-Motor auskommen.
BTW, viel billiger als die derzeitigen Motoren geht nicht mehr. Die sind teilweise einfacher als ein Mixermotor aufgebaut. Der Aufwand liegt in der ansteuernden Elektronik und die ändert ein CVT nicht.
Über die Aussage muss ich mich sehr wundern, da es ja den Anschein macht, dass Du Dich bisher durchaus mit dem Thema beschäftigt hast.
In modernen Elektroautos werden immer teurere, permanenterregte Motoren eingesetzt und das preisliche Problem mit den Seltenerdmetallen sollte auch bekannt sein. Der Gesamtwirkungsgrad sollte sich auch verbessern.
Die Technik eines Mixermotors hat so überhaupt nicht damit zu tun.
Zitat:
@400.000km schrieb am 16. Dezember 2020 um 16:13:47 Uhr:
In modernen Elektroautos werden immer teurere, permanenterregte Motoren eingesetzt und das preisliche Problem mit den Seltenerdmetallen sollte auch bekannt sein. Der Gesamtwirkungsgrad sollte sich auch verbessern.
Die Technik eines Mixermotors hat so überhaupt nicht damit zu tun.
Tesla verwendet im Model S/X Asynchronmaschinen (die haben mal gar keine Magneten). Im Model 3/Y kommt neben einer Asynchronmaschine auch eine Mischung aus Reluktanzmaschine und Permanentmagnetsynchronmaschine zum Einsatz. Dem nicht genug, ein Renault Zoe erfreut sich seines Lebens mit einer fremderregten Synchronmaschine, die zwar Schleifer, aber ebenfalls keine Permanentmagneten hat. Natürlich gibt's aber auch die permanenterregte Synchronmaschine, die in anderen Autos zum Einsatz kommt.
Damit hätten wir schon mal vier verschiedene Motorbauarten in den E-Fahrzeugen. Mit Mixermotor meine ich einen Reihenschlussmaschine, die aufgrund ihres notwendigen Kommutators deutlich komplizierter ist als oben genannte Motorexemplare.
Grüße,
Zeph
Das war alles früher. Der Zoe ist ja der Opa unter den Elektroautos. Auch Tesla hat den Trend erkannt und rüstet ja zumindest teilweise um.
https://www.auto-motor-und-sport.de/.../
Ein paar Prozent Wirkungsgrad sind wichtig, um die teureren Motoren zu nehmen.
Die Einführung eines CVT ist auch der Schritt zu ein paar mehr Prozent Wirkungsgrad. Bosch ist ja nicht der einzige, der es mit schaltbaren/anpassbarem Getriebe versucht.
Ob es sich durchsetzt wird sich zeigen. Der Nachteil ist sicher die Haltbarkeit und die etwas größere Bauform, die aber mindestens teilweise oder ganz wieder durch den kleineren Motor und kleinere Batterie ausgeglichen werden könnte. Ebenso ist es mit den Mehrkosten für das Getriebe. In Summe muss es halt entweder preiswerter sein oder mehr Reichweite haben.
In dem Artikel steht aber viel technischer Humbug. So kann eine permanenterregte Synchronmaschine durchaus ohne Rekuperation frei laufen.
Zitat:
@400.000km schrieb am 16. Dezember 2020 um 17:31:46 Uhr:
In Summe muss es halt entweder preiswerter sein oder mehr Reichweite haben.
Damit, speziell "in Summe preiswerter" wirbt man ja! Nur: Zu bisherigen CVT typischen Preisen sicherlich nicht machbar. Um die nimmersatte Meute von Lopez' Jüngern in den Einkaufsabt. der Autoindustrie überhaupt dafür zu interessieren, muss also gehörig abgespeckt werden. Bosch steht nicht gerade im Ruf, gern Zugeständnisse an der eigenen Marge zu machen. Wo sonst, wenn nicht an Machart und Material, wird man die wohl erwarten dürfen?
Also ich kann mir auch nicht vorstellen, dass die Vorteile die Nachteile eines solchen Aufbaus übertreffen werden.
Was ich jedoch beim BEV schon merke ist, dass man sich sobald das Max. Drehmoment mal überwunden ist (so ab tempo 100) die gefühlte Leistung doch merkbar abnimmt. Ob man mit dem CVT dann wirklich soviel an Effizienz raus holt bin ich mir aber nicht sicher...
Ich würde aber nicht jeden Versuch gleich im Keim als Blödsinn ersticken wollen, nur weil man es sich jetzt noch nicht vorstellen kann. Bosch ist groß genug, die sollen mal ein paar Prototypen bauen, damit man in Real Life sehen kann ob/was das bringt oder ob es nur am Papier funktioniert.
Zitat:
@Peter_AT schrieb am 17. Dezember 2020 um 07:59:35 Uhr:
Also ich kann mir auch nicht vorstellen, dass die Vorteile die Nachteile eines solchen Aufbaus übertreffen werden.
Was ich jedoch beim BEV schon merke ist, dass man sich sobald das Max. Drehmoment mal überwunden ist (so ab tempo 100) die gefühlte Leistung doch merkbar abnimmt.
Das beginnt schon bei ca. Tempo 50km/h. Dort erreicht der Akku seine maximale Abgabeleistung, mehr kann der E-Motor dann auch nicht mehr liefern. Und da P gleich dem Produkt aus Drehmoment und Drehzahl ist, muss bei zunehmender Drehzahl das Drehmoment abnehmen. Das hat nichts mit Effizienz zu tun. Es kann hinten nicht mehr rauskommen, als vorne reingesteckt wird. Das gilt auch für's CVT. Selbst wenn man den E-Motor dann bei konstanter Drehzahl laufen lässt, so muss das CVT die Übersetzung mit wachsender Geschwindigkeit immer länger machen. Damit sinkt aber auch wieder das Drehmoment am Rad. Absolutes Nullsummenspiel.
Und jetzt zum Wirkungsgrad, um den geht es ja. Ein CVT basiert auf Reibung, sprich hat schonmal mehr Verluste als ein Stirnradgetriebe. Man spricht von ca. 90% beim CVT und etwa 95-97% beim einstufigen Stirnradgetriebe. Die verbauten E-Motoren laufen mit etwa 90-95% im Bestpunkt und sinken dann bei maximaler Drehzahl ab auf etwa 80-85%.
Und jetzt vergleichen wir mal CVT mit einstufigen Stirnradgetriebe:
Stirnradgetriebe:
Bestpunkt: 86% - 92%
Max. Geschwindigkeit: 76% - 82%
CVT:
Bestpunkt: 81% - 86%
Max. Geschwindigkeit: 81% - 86%
Man sieht, mit dem CVT kann ich den Wirkungsgrad über den gesamten Geschwindigkeitsbereich konstant halten. Durch die Reibungsverluste im CVT allerdings ist man bei niedrigen und mittleren Geschwindigkeiten immer schlechter als ein E-Antrieb mit Stirnradgetriebe. Erst bei hohen Geschwindigkeiten kann man hier etwas ggü. dem Stirnradgetriebe gewinnen. Das ist eben genau das, was mich deshalb stutzig macht. Untenrum laufen die E-Motoren bestens. Das ist auch jener Geschwindigkeitsbereich, wo die überwiegenden Kilometer weltweit gefahren werden (<130km/h). Hier kann man bestenfalls gleich gut, wahrscheinlicher wird man aber schlechter sein. Und bei hohen Geschwindigkeiten mag man zwar etwas gewinnen, nur wer dermaßen schnell fährt, hat mit Reichweite und Effizienz sowieso nichts am Hut, zumal der Effizienzverlust mit 5% marginal ist.
Um was geht's dann also? Zum einen könnte man vielleicht wirklich eine etwas billigere E-Maschine bauen, zum anderen werden nun Komponenten verbaut die bei ihrer Herstellung Arbeitsplätze sichern und später zuverlässig Reparaturen generieren (ganz zu schweigen vom nun notwendigen regelmäßigen Ölwechsel).
Will man wirklich etwas effizientes bauen, dann müsste man zu zwei kleinen E-Maschinen und einem Planetengetriebe greifen. Die könnte man so miteinander verschalten und ansteuern, das man eine CVT-Funktion realisiert. Ich stelle mir das so ähnlich wie ein Toyota HSD vor, nur ohne Verbrenner. Dann hat man ein hocheffizientes Planetengetriebe und kein auf Reibung basierendes CVT.
Grüße,
Zeph
Hm. Komisch, hier scheint der Konsens zu sein, das es nicht zielführend ist.
Ich kenne den Vorgang in der Automobilbranche so, dass die OEM's ausschreiben und vorgeben was bevorzugt und benötigt wird. Und nicht anders Rum, von einem Zulieferer zum OEM.
In meinem erachten wäre es ganz schön blauäugig, wenn Bosch was entwickelt und kein OEM auf der Welt hatte Interesse daran.
Vielleicht denken Sie da nicht an OEM sondern die konservative Vorstellungswelt der Endkunden. :rolleyes:
Also, wenn Bosch nicht groß und einflussreich genug sein sollte, nur zu oft reichlich phantasielosen OEMs mit Neuerungen bei Steuerungen, Pumpen, oder wie hier, im Antriebsstrang, Aussichten auf künftige Einsparungen zu 'verkaufen', wer dann??
Mit den E-Autos ist die Antriebswelt neu gemischt. Während sich die Autohersteller darauf konzentriert haben, die Verbrennungsmotoren selbst herzustellen (wobei auch das in den letzten 2 Jahrzehnten eher bröckelt), haben Zulieferer genug Know-How auf dem Gebiet der E-Motoren und Getriebe gesammelt. Dieses Wissen wird nun gebündelt um dem OEM einen kompletten Antriebsstrang bestehend aus Wechselrichter, E-Motor und Getriebe anbieten zu können. Genau das macht Bosch nun, genauso wie Magna.
Bis auf Tesla kenne ich keinen Hersteller von E-Autos, der seine Antriebsstränge selbst entwickelt hat, sondern immer in Zusammenarbeit mit einem Zulieferer. Audi E-Tron und Jaguar i-Pace fahren beispielsweise mit Antriebssträngen von Magna. Und genau von dem Kuchen will natürlich Bosch auch was abhaben.
Moin
Peter AT
Zitat:
Was ich jedoch beim BEV schon merke ist, dass man sich sobald das Max. Drehmoment mal überwunden ist (so ab tempo 100) die gefühlte Leistung doch merkbar abnimmt. Ob man mit dem CVT dann wirklich soviel an Effizienz raus holt bin ich mir aber nicht sicher...
Du beschreibst es ja schon selber. Wenn das maximale Drehmoment anliegt, liegt auch beim E-Motor die maximale Leistung an. Wie willst du die vermehren durch ein Getriebe. Der Effekt das man meint der Wagen verliert deutlich an Beschleunigung ist viel einfacher zu beheben, ohne weitere Bauteile.
Nur zur Erinnerung, auch beim Prius wurde die mangelnde Beschleunigung bemängelt, verglich man aber mit gleichstarken Modellen, so war sie gar nicht langsamer. Auch im direktem Vergleich konnte ich das damals vielen zeigen.
Zum Grund: Die Fahrwiderstände steigen mit steigender Geschwindigkeit bei jedem Auto. Bei einem Schalter aber steigt dabei mit jedem Gang auch die Leistung. Beschleunige ich von 2000 Umdrehungen auf 4000 Umdrehungen, dann steigt auch permanent die Leistung des Motors an (Verbrenner). Schalte ich dann, dann sinkt die Leistung, habe ich sogar noch eine Schaltpause so komme ich wie beim Bremsen aus dem Sitz. Die Beschleunigung läst merklich nach, nach dem Schalten habe ich dann den gleichen Effekt, die Leistung setzt schlagartig ein, und steigert sich wieder bis zu Schaltdrehzahl.
Beim Prius genau wie beim BEV steigert sich die Leistung bis ca. 50 kmh (je nach Modell) danach ist sie konstant. Nun also steigen nur noch die Fahrwiderstände, die Beschleunigung nimmt also stätig ab. Gefühlt, weil es keine Steigerungen mehr gibt, verzögert der Wagen eher als das er beschleunigt.
Will man diesen Umstand ändern, dann nimm dem E-Motor einfach 6 mal von null auf 100 die Leistung weg und steigere sie dann abhängig zur Geschwindigkeit wieder. Der Mensch glaubt dann oh wunder wie schnell er beschleunigt, und wird dabei abgehängt von dem der diesen Kram nicht mitmacht.
Zum Thema, ich kann mir keinen Vorteil davon vorstellen, auch nicht mit einem HSD Getriebe. Beim HSD ist der Sinn den ineffizienten Verbrenner in seinem effizientesten Bereich zu halten, oder halt ihn in die maximale Leistung zu bringen, ohne die Geschwindigkeit zu ändern. Beim E-Motor ist das nicht nötig.
Moin
Björn
CVT-Getriebe waren sehr lange nur in Kleinwagen zu finden (meine Mutter hatte damals einen Honda Logo damit).
Weil die Getriebe keine hohen Drehmomente übertragen konnten. Dann kam Audi und...die Zuverlässigkeit der Multitronic-Getriebe ist legendär...schlecht.
Also ein Getriebe, welches bauartbedingt nicht gut mit hohen Drehmomenten auskommt, für E-Motoren nehmen zu wollen, ich weiß nicht. Hat was von geplanter Obsoleszenz.
Bosch entwickelt ein CVT für Elektroautos.
JATCO (einer der größten Getriebehersteller) entwickelt ein CVT für Elektroautos
ZF bietet schaltbare Getriebe für Elektroautos an.
Verschiedene Unis und der VDI bescheinigen die Vorteile dieser Systeme.
Aber hier ist man sich einig, dass das nicht bringt.
Das ist hier irgendwie, als wäre man auf einer Querdenker-Demo.
Zitat:
@400.000km schrieb am 17. Dez. 2020 um 20:4:04 Uhr:
Verschiedene Unis und der VDI bescheinigen die Vorteile dieser Systeme.
Der VDI, wie süß. Das ist doch der Verein, der Niedriglöhne für eingewanderte Ingenieure propagiert hat (weswegen ich da auch ausgetreten bin). Extrem lobbygesteuert. Und die Universitäten wissen auch recht genau, woher ihre Forschungsgelder kommen. An der Drehmaschine, an der ich für meine Diplomarbeit gearbeitet habe, prangte unübersehbar das Logo des Sponsors VW. Dad Thema der Diplomarbeit stammte von BMW. Schon lustig...
Aber schon komisch, dass die BEV-Hersteller siese Getriebe bisher nicht einsetzen, obwohl doch VDI und Unis diese so propagieren.
Zitat:
@400.000km schrieb am 17. Dez. 2020 um 20:4:04 Uhr:
Aber hier ist man sich einig, dass das nicht bringt.
Hier sind ja auch einige Ingenieure unterwegs, mich eingeschlossen :)
Bisher kommen die BEV sehr gut ohne Schaltgetriebe aus. Mal sehen, der Markt wird es richten.
Ich würde aber ein BEV ohne Schaltgetriebe vorziehen, weil ich ganz einfach den Sinn nicht sehe.