Hybrid extrem einfach
Hier eine Idee als Anregung, Gedankenspiel oder zum Nachbauen:
Hintergrund: die Durchschnittliche Energiemenge zum fahren nehme ich mit 10 - 20 KW an. Also 1h in der Stadt oder Landstrasse = 15 kwh. Um das Problem mit der Batterie (Gewicht + Energiemenge) möglichst gering zu halten wird ein Motor mit genau dieser Leistung benötigt.
Das Besondere: der Motor treibt direkt mit einer Übersetzungsstufe das Differenzial an. Da die Motorkarakteristik nicht über den gesammten Geschwindigkeitsbereich optimal ist wird ein Elektromotor mit 30 - 60 KW benötigt der zwischen Motor und Differenzial sitzt.
Aufbau: Benzinmotor-Kupplung-Elektromotor-Kupplung-Untersetzung-Differenzial
Folgende Drehzahlen Räder 0 - 2000 U/min (0 - 200km/h) Benzinmotor + E-Motor 600 - 6600.
Bis 20 Km/h und Rangieren rein elektrisch. Kupplung zwischen B-Motor und E-Motor offen B-Motor könnte für Heizung oder Klima laufen.
20 - 200 km/h B-Motor läuft unter Vollast oder garnicht und der E-Motor regelt die Geschwindigkeit durch Aufladen der Batterie oder zusätzlichem Schub. Bis ca. 100 Km/h sollte ein Energieüberschuß zu erzielen sein.
In der Stadt muß bei Energieknappheit der Motor die Batterie im Stand aufladen (Kupplung zwischen B+E-Motor offen)
Vorteile der Konstruktion: Kein Schaltgetriebe, hoher Anfahrkomfort (rein elektrisch), einfache (formschlüssige) Kupplungen, da nur bei gleicher Drehzahl geschlossen werden muß, B-Motor läuft immer im unter Vollast mit günstigem Wirkungsgrad oder gar nicht, Batteriekapazität muß nur die Leistungsspitzen abdecken, Einfacher B-Motor mit möglicherweise nur einem Zylinder.
Nachteile: Je nach Batteriekapazität wird sich die Dauergeschwindigkeit auf sehr langen Strecken Richtung 100 km/h bewegen. Pausen würden dann aber zum Aufladen genutzt.
Statt der Kupplung zwischen B und E-Motor kann man auch über Zylinderabschaltung mit offenem Auslassventil nachdenken
Beste Antwort im Thema
Hier eine Idee als Anregung, Gedankenspiel oder zum Nachbauen:
Hintergrund: die Durchschnittliche Energiemenge zum fahren nehme ich mit 10 - 20 KW an. Also 1h in der Stadt oder Landstrasse = 15 kwh. Um das Problem mit der Batterie (Gewicht + Energiemenge) möglichst gering zu halten wird ein Motor mit genau dieser Leistung benötigt.
Das Besondere: der Motor treibt direkt mit einer Übersetzungsstufe das Differenzial an. Da die Motorkarakteristik nicht über den gesammten Geschwindigkeitsbereich optimal ist wird ein Elektromotor mit 30 - 60 KW benötigt der zwischen Motor und Differenzial sitzt.
Aufbau: Benzinmotor-Kupplung-Elektromotor-Kupplung-Untersetzung-Differenzial
Folgende Drehzahlen Räder 0 - 2000 U/min (0 - 200km/h) Benzinmotor + E-Motor 600 - 6600.
Bis 20 Km/h und Rangieren rein elektrisch. Kupplung zwischen B-Motor und E-Motor offen B-Motor könnte für Heizung oder Klima laufen.
20 - 200 km/h B-Motor läuft unter Vollast oder garnicht und der E-Motor regelt die Geschwindigkeit durch Aufladen der Batterie oder zusätzlichem Schub. Bis ca. 100 Km/h sollte ein Energieüberschuß zu erzielen sein.
In der Stadt muß bei Energieknappheit der Motor die Batterie im Stand aufladen (Kupplung zwischen B+E-Motor offen)
Vorteile der Konstruktion: Kein Schaltgetriebe, hoher Anfahrkomfort (rein elektrisch), einfache (formschlüssige) Kupplungen, da nur bei gleicher Drehzahl geschlossen werden muß, B-Motor läuft immer im unter Vollast mit günstigem Wirkungsgrad oder gar nicht, Batteriekapazität muß nur die Leistungsspitzen abdecken, Einfacher B-Motor mit möglicherweise nur einem Zylinder.
Nachteile: Je nach Batteriekapazität wird sich die Dauergeschwindigkeit auf sehr langen Strecken Richtung 100 km/h bewegen. Pausen würden dann aber zum Aufladen genutzt.
Statt der Kupplung zwischen B und E-Motor kann man auch über Zylinderabschaltung mit offenem Auslassventil nachdenken
32 Antworten
Dann lieber gleich ein serieller Hybrid.
Sehr gute Idee. Leider zu spät, Toyota baut sowas ja schon in seine Hybriden...
Oder wo ist der Unterschied dazu?
Am besten gleich zum Patent anmelden, bevor dir jemand anders die Idee klaut ... 😉
@Wealox
Nachteil beim Seriellen Hybrid ist die fehlende mechanische Verbindung vom Benzinmotor zum Rad. Außerdem werden zwei Elektromotore/Generatoren benötigt. 3. Nachteil die Umwandlungsverluste mechanisch-elektrisch-mechanisch.
@Qwert...
Beim Prius ist meines Erachtens der Benzinmotor zu groß und der E-Motor zu klein. Vorteil Prius ist die höhere Dauergeschwindigkeit. Zu Aufwendig ist auch das leistungsverzweigte Planetengetriebe und die Trennung von Generator (am B-Motor) und E-Motor.
@gs-hybrid
Die Idee soll ein Art Open Sorce sein damit sie niemand zum Patent anmelden kann.
Mobilität erhalten und Welt retten sollte nicht durch Patente behindert werden
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Was ist ein Nachteil daran, keine mechanische Verbindung zu haben? Das hat meiner Meinung nach nur Vorteile. Der Wirkungsgrad dürfte auch nicht viel schlechter sein. Man kann den Verbrenner in besonders günstigen Betriebspunkten halten.
Ich bin blutiger Laie und trotzdem fahre ich privat einen PKW und im Beruf einen Bus.
In dem von dir angebotenen Vorschlag habe ich viele Punkte gefunden die mich schon lange beschäftigen.
Es war auch von den Umwandlungsverlusten die Rede.
Jetzt möchte ich auch einen Vorschlag machen.
Wenn eine "Lichtmaschine" im Fahrzeug dazu dient die Energie in der Batterie möglichst lange zu erhalten um die E- Verbraucher zu versorgen, dann muß es doch auch möglich sein ohne einen B- Motor den Strom zu erzeugen, den ein E- Motor über eine längere Strecke benötigt.
Ich stelle mir das so vor.
Vier Räder vier Drehstromgeneratoren in der Art des Fahraddynamos über die Radfläche angetrieben Erzeugen die Energie die zum Laden der Batterie und zum Antrieb des E- Motors nötig ist.
Die größte Energie wird bekanntlich beim anfahren benötigt und der Akku ist daher unerläßlich. Während der Fahrt werden die regelbaren Drehstrommotoren je nach Leistung zu oder abgeschaltet.
Ich möchte diese Theorie auch begründen.
Ein Reifen überträgt die Antriebskraft über eine sehr kleine Fläche auf die Straße.
Ich schätze, ca. 95% der Reifenoberfläche wird in Zeit X bei einer Umdrehung nicht genutzt. Wenn nur 30% der R- Oberfläche mit einem oder mehreren Drehstromgeneratoren genutzt würden und nur die Reifen der starren Achse dies ermöglichen könnten, dann erhöht sich die Reichweite doch um ein vielfaches.
Wenn ich in meinen Bus steige und die vielen Räder sehe, dann denke ich immer, dass der Bus doch eigentlich ein riesiges Kraftwerk sein könnte während er fährt.
Wo habe ich meinen Gedankenfehler?
Sollte euch meine Theorie zu blöd sein oder ihr diese irgendwann schon besprochen haben bitte ich um Entschuldigung.
Werft mich in den Mülleimer.
Für eine einfache Erklärung warum diese Theorie nicht funktioniert währe ich aber eher dankbar.
Also da ist schon ein denkfehler:
der strom den du von den rädern abnehmen willst muß erst mal erzeugt sein, weil es da ein naturgesetz gibt, das da heißt jede aktion verursacht eine dieser kraft gleichwertige gegenreaktion, oder anders gesagt: du kannst dur maximal das wieder rausholen was du rein gesteckt hast, dummerweise gibt es nicht nur die antriebskraft und die daraus resultierende geschwindikeit, bzw beschleunigung, es gibt da noch den roll widerstand der reifen, den luftwiderstand und diverse andere durch reibung verursachte verluste, die meist in wärme umgewandelt werden.
Also benötigt man als aller erstes eine stromquelle (Batterie, benzin/diesel/gas/oder andere motoren). der vorteil im hybrid (wenn der motor nur für die energie erzeugung da ist) ist nur daß der motor mit konstanter drehzahl und damit keine besondere mehr leistung abrufen muß wenn man anfährt oder mal den berg rauf fährt. das was der hybrid an verbraucht hat ist genau daß was ein auto bei optimalen straßenverhältnissen braucht (keine berge, kurven oder ähnliche grunde um mehr gas zu geben).
Umwandlungsverluste gibt es immer egal ob man einen benziner, einen diesel, oder elektro wagen fährt, bei den sprit fressern geht die energie eben nur in form von wärme verloren (der wasserstoff antrieb hat soviel ich weiß die meisten verluste, wegen der aufwendigen und hoch energetischen herstellung und lagerung).
Im übrigen hat VW schon längst ein konzept in der schublade, bei dem an jedem rad ein elektromotor für vortrieb bzw energieerzeugung (Nabenmotor) sorgt, was allerdings nie in serie ging und auch nicht ohne energiespeicher auskommt
Zitat:
Original geschrieben von blueeyeboy
Im übrigen hat VW schon längst ein konzept in der schublade, bei dem an jedem rad ein elektromotor für vortrieb bzw energieerzeugung (Nabenmotor) sorgt, was allerdings nie in serie ging und auch nicht ohne energiespeicher auskommt
Genau da ist das Problem! Die Hersteller lassen uns teuren Sprit verbrennen und lassen ihre ökologisch und verbrauchswirtschaftlich sinnvollen Konzepte in der Schublade. Wir Verbraucher müssen also Druck machen, damit die Industrie sich bewegen muss.
Versucht es einfach mal hier: http://www.e3-mobil.de/e3-mobil-infozettel.pdf
Das ist genau das was ich meine.
Ein großes Unternehmen ändert nur dann seine arbeitsweise und verbessert ihre produkte nur dann, wenn man sie dazu zwingt, egal ob es durch neue vorschriften oder den druck der kunden passiert.
Als die grünen mit in der Regierung waren hatte ich die hoffnung (ich bin kein fan der grünen aber es gibt einige ziele die ich unterstütze) daß sich in der hinsicht etwas ändert und mehr auf ökologische energie erzeugung und neue antriebskonzepte wert gelegt wird. Nur leider wurde ich bitter enttäuscht.
Was mich an der derzeitigen politik stört ist einfach die tatsache daß die herren Minister in den aufsichtsräten der großen konzerne sitzen und sich meiner meinung nach dadurch von diesen kaufen lassen. Jeder Politiker wurde vom Volk gewählt und hat die aufgabe nur für das volk zu entscheiden und arbeiten, und wenn solche konzerne dem im weg stehen darf man sich nicht einfach mit ihnen zusammen tun.
Es mag sich nach verschwörungstheorie anhören aber, wenn die Autokonzerne mit ölmultis zusammenarbeiten und politiker in energiekonzernen mit entscheiden und daran doppelt verdienen (einnahmen durch die mineralölsteuer und "aufwandsentschädigung" für die tätigkeit in einem aufsichtsrat) dann wird sich nichts ändern, wenn es gegen die eigenen interessen geht.
In anderen Ländern sind die entwicklungen wesentlich weiter vortgeschritten auf den druck der politik hin, zB. hybrid (hat deutschland total verschlafen), ökologische treibstoffe (wird bei uns ständig sabotiert), ökologische energieerzeugung (wird zum teil von konzernen sabotiert auch wenn die werbung was anderes sagt). in sachen energie erzeugung gibt es ein paar gute beispiele, wo transferleitungen absichtlich abgeschaltet wurden um windkraftanlagen im norden unterdruck zu setzen, was sogar schon im tv berichtet wurde.
Wenn es um alternativen geht sind die regierungs mitglieder immer am reden und versprechen vieles aber passieren tut nichts. Meist gibt es unterstützung nur im lokalen bereich, Beispiel Würzburg: dort gibt es in Parkhäusern stromtankstellen, die mit solar versorgt werden. Eigentlich müßte das allgemein gültig sein.
Meiner Meinung nach müßte energie regional erzeugt werden, durch biogaskraftwerke, Block Heiz Kraftwerke, Solar und windenergiekraftwerke und nicht mehr benötigte mit wasserkraft angetriebene sägewerke und mühlen sollten zur energie erzeugung verwendet werden, was immer noch zu wenig geschieht. Manchmal scheitern, windkraftanlagen auch an der lokalen bevölkerung, die protestieren weil es nicht schön aussieht, aber jeder sollte sich fragen:
1. ist es besser ein atom oder kohlekraftwerk vor der haustür zu haben?
2. will ich eine intakte umwelt oder mir keine gedanken machen wo der strom her kommt?
Es gibt sehr wichtiges was man immer bedenken muß: Wir haben nur diesen Planeten und können nicht einfach 6 Milliarden Menschen auf einen anderen Planeten umsiedeln, wenn dieser hinüber ist.
Zitat:
Original geschrieben von Wealox
Was ist ein Nachteil daran, keine mechanische Verbindung zu haben? Das hat meiner Meinung nach nur Vorteile. Der Wirkungsgrad dürfte auch nicht viel schlechter sein. Man kann den Verbrenner in besonders günstigen Betriebspunkten halten.
Der größte Nachteil ist, dass neben dem Elektromotor der auch zur Bremsenergierückgewinnung benutzt wird noch ein zusätzlicher Generator benötigt wird. Das treibt die Kosten hoch und ist dann nicht mehr extrem einfach.
2. Nachteil: 5% Verlust beim Strom erzeugen und weitere 5% beim zurückwandeln in Drehenergie sind durch einen günstigen Betriebspunkt nicht aufzufangen, denn der Benzinmotor soll nur dann laufen wenn es nötig ist, weil die Bateriereichweite nicht hoch genug ist. Wenn er dann läuft wird er bei jeder Drehzahl unter hoher Last laufen und somit einen günstigen Verbrauch haben.
3. Nachteil: durch die Umwandlungsverluste wird eine niedrigere Dauergeschwindigkeit erreicht oder der Motor muß größer ausgelegt werden > höherer Verbrauch.
Ein Generator ist mit Sicherheit günstiger als zwei Kupplungen, die man sich dann sparen würde. Vor allem, weil du verschleissfrei arbeitest. Und Kupplungen und Getriebe haben auch Verluste. Und was dann noch an Verlusten übrigbleibt, kann man sicherlich durch einen günstigen Betriebspunkt herausholen.
Natürlich sind die Kosten für eine noch nicht etablierte Technik zunächst sehr hoch. Viele Normalverbraucher können auch keine 6-stelligen Beträge investieren um mobil zu sein. Wenn man aber betriebswirtschaftlich, nüchtern und emotionslos rechnet, dann kommt ein elektrisch betriebenes Fahrzeug auf die gesamte Lebensdauer vermutlich nicht teurer als der Kaufpreis für eine Benzinkutsche und Sprit für 150.000 km.
Ich gehe davon aus, das diese Technik schon jetzt konkutenzfähig ist.
Der Vier-Zylinder-Motor und das Getriebe entfallen und werden durch einen Einzylinder, Elektromotor und Batterie ersetzt. Das sollte dann nicht teurer werden.
Ein paar Gedanken zur Wirtschaflichkeit wärend des Betriebs:
Um eine Geschwindigkeit von 100 km/h zu halten benötigt man ca. 15 kW um den Luftwiederstand zu überwinden und 1-2 kW für Rollwiederstand. Also benötigt man für 100 Km 16-17 kWh * 0,20€/kWh = 3,40 €. Leider ist die Batterietechnik noch nicht soweit. Ich schätze 4 kWh könnte die nächste Batteriegeneration bei begrenztem Gewicht liefern (Prius soll ja nur nutzbare 0,5 kWh haben). Dann sind wir bei 25 Km mit vernüftiger Geschwindikeit elektrisch.
Benzinverbrauch ca. 0,25 l / KWh * 17 KWH * 1,50 €/l = ca. 6,50 €.
Beschleunigung 0 - 100 km/h in 10 sec * 80KW = 800KWs / 3600s/h = ca. 0,5 kWh.
Gedanken zur Batterie: eine 12V 100Ah Baterie ethält eigentlich mehr als eine kWh, aber leider ist die nicht voll nutzbar ohne die Lebensdauer zu beeinträchtigen. Also benötige ich für die 4 kWh zuviele Blei-Akkus. Vieleicht sollte man hier an der Lebensdauer arbeiten, die Kapazität wäre jedenfals ausreichend.
Nachdem ich nun diverse sehr informative Seiten über Elektroantriebe und deren Wirtschaftlichkeit gelesen habe kann ich übliche Hybrid- Autos nicht mehr für sinnvoll halten. Hier wird als Kernstück ein aufwendiger Ottomotor mit noch aufwendigerer Technik und einem aufwendigen Getriebe mit Elektrotechnik kombiniert. Das ist einfach Unsinn, aber bringt viel Geld in die Werkstätten. Der Weg kann nur zu Elektro- Radscheiben- Motoren führen. Diese sind wartungsfrei, haben gigantische Leistung und bringen die kinetische Energie zu bis 85 % beim Bremsen zurück in die Akkus bzw besser noch in die Hochleistungskondensatoren. Die Energieaufwendungen fürs Fahren werden dadurch minimal und die Akkuleistungen können massiv schrumpfen.
Wenn ich bedenke das Mercedes bereits 1997 die A Klasse (Man höre und staune) als Elektroauto zur Serienreife bis zur Auslieferung brachten und sogar schon die Verkaufsprospekte fertig waren, um nach einer kalifornischen Gesetzesänderung ihn sofort ins Schubfach zu stecken und mit Benziner auszustatten dann ist das ein Hohn. A Klasse Elektro
Die Autoindustrie versucht uns derzeit massiv vor wartungsfreien Elektroautos zu schützen. Wäre ja auch schlimm, wenn wir alle mit Autos herumführen die weder Bremsen noch Beläge hätten (Ja denn es gibt Radmotoren, die das schon selbst rein elektrisch machen und dabei viiieeel Energie zurückführen) Umbau einer innovativen Motorenfirma 640KW Mini
und auch keinen nennenswerten Auspuff, Getriebe, Motor und alle die Dinge die die Niederlassungen so gerne und teuer reparieren. Man stelle sich Autos mit vielen Extras, die ja selten kaputtgehen vor, die über völlig wartungsfreie Bremsen und Antriebslösungen verfügen.
Das geht mit etwas gutem Willen schon lange, ist aber nicht gewollt. Tatsächlich sind Autos mit reinem Elektroantrieb und 200 km Radius in normaler bekannter Form möglich und wenn schon ein Hybrid, dann doch bitte der Elektroantrieb als Vorrang. Für die paar KW, die zum Nachladen nötig sind könnte dann ein 5-10 KW Motörchen bei Idealdrehzahl und Gasbetrieb und dem Platzbedarf einer Standheizung preiswert den Ladestrom erstellen und sogar noch wirtschaftlich die Heizung übernehmen. Solche Technik ist in jedem billigen chinesischen Notstromaggregat für 1500€ angeboten. Wenns also die Autohersteller nicht hinkriegen zu integrieren können sie ja eine Halterung im Kofferraum anschrauben auf die man bei weiteren Fahrten solch eines stellt. ;-) kann man dann zuhause seine Wärme und seinen Strom billig haben und unterwegs eben Wärme und Nachladung im Auto. Etwas Zynismus ist hier einfach angebracht. 100 km für 1-2 € sind da absolut keine Unmöglichkeit. Es fehlt der Wille und wir werden verarscht. man stelle sich vor wir fahren alle so, was dann mit den Mineralöleinnahmen passierte.
Am besten laden wir am häuslichen Blockheizkraftwerk nachts das Auto im Winter auf während dieses die Wärme für das Haus in den Pufferspeicher bläst oder im Sommer gar an der Photovoltaik. Katastrophal wäre das. Oder man nutzt gar das 5-10 KW Motörchen um nachts zu laden in der Garage und koppelt gleich die Wärme ins Haus aus. alles Dinge die gehen und endlich auch die Verbrennungswärme nutzten. Schliesslich gehen doch 2/3 der Energie unserer Brennstoffe im Auto direkt in Wärme über und werden durch den Kühler in die Umwelt entsorgt. Mal ganz von den zusätzlichen mehr als 20 % die danach noch über die Bremse zu Wärme werden.
Ich finde es unverantwortlich, daß Konzerne dieser Grösse nicht alle Möglichkeiten ausschöpfen und uns das machbare präsentieren. Stattdessen verblasen wir 1000 Liter Sprit im Jahr von denen wir 900 Liter als Wärme wegwerfen was wir zuhause teuer bezahlen. Leute kombiniert das. Nur so wirds was. Und hört auf die Leute mit irgendwelcher "Supertechnik" zu verarschen. die kriegt ihr hinterher sowieso nicht in den Griff wie uns genügend Fallbeispiele zu A Klasse, Lupo3L etc. gezeigt haben. Gruss, Micha