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Hydraulic Hybrid

Themenstarteram 5. Mai 2009 um 22:34

Anscheinend rückt auch ein Ableger des Gabelstapler- und Baumaschinenantriebs in den Blickwinkel der Hybridkonstrukteure.

Für Lieferfahrzeuge:

http://www.epa.gov/otaq/technology/recentdevelopments.htm

http://www.youtube.com/watch?v=rPSob1gH_wk&feature=related

Aber auch für einen hydraulisch angetrieben Sportwagen:

http://www.lightninghybrids.com/

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10 Antworten

Die Hydraulik eignet sich dehr gut für Müllwagen und ähmliche schwere Fahzeuge die laufend anhalten und anfahren müssen.

In den USA sind mindestens 2 erhältlich. Bei denen die ich kenne ist Technik von Parker - Eaton verbaut.

Der Vorteil der Hydraulik ist das verglichen mit Elektrik wesentlich höhere Rekuperationswerte möglich sind. Das heisst bei schweren Fahrzeugen mit häufigen Stop-Start Betrieb sind grössere Kraftstoff (und Brems) Einsparungen möglich.

Gruss, Pete

Themenstarteram 6. Mai 2009 um 12:21

Als Erprobungsfahrzeug diente wohl ein 1968er VW Käfer mit einem 6PS Rasenmähermotor.

http://www.hybridcars.com/related-technologies/hydraulic-hybrids.html

Themenstarteram 6. Mai 2009 um 12:46

Mehr, als ein paar PS braucht kaum ein Fahrzeug, um eine gewisse Geschwindigkeit zu halten. Beschleunigung erzielt man dann aus einem vorgespannten Gasvolumen (das Luftauto lässt grüßen).

Ich fände es recht interessant, inwiefern sich das mit einem Elektroantrieb kombinieren liesse, in dem ein Elektromotor einen Hydraulikhybrid antreibt. Die Geschwindigkeitsregelung könnte zusammen mit der Rekuperation komplett auf den hydaulischen Teil gelegt werden, sodass der E-Motor nur den Betriebsdruck erzeugen muss. Wäre eine gute Gelegenheit, dass nach wie vor nötige, mechanische Getriebe (zumindest bei den Eigenbauten) wegzurationalisieren.

Soweit zu erfahren ist, sind diese Systeme wohl recht preiswert. Hydraulikwandler kann man auch kompakt genug bauen, um sie in den Rädern unterbringen zu können. Der E-Motor könnte an zentraler Stelle seinen Vorteil als Drehmomenterzeuger ausspielen.

http://www.innas.com/home.html

Hydraulikhybrid mit Linearkolbenmotor.

am 6. Mai 2009 um 12:56

Zitat:

Original geschrieben von uwedgl

Mehr, als ein paar PS braucht kaum ein Fahrzeug, um eine gewisse Geschwindigkeit zu halten. Beschleunigung erzielt man dann aus einem vorgespannten Gasvolumen (das Luftauto lässt grüßen).

Ich fände es recht interessant, inwiefern sich das mit einem Elektroantrieb kombinieren liesse, in dem ein Elektromotor einen Hydraulikhybrid antreibt. Die Geschwindigkeitsregelung könnte zusammen mit der Rekuperation komplett auf den hydaulischen Teil gelegt werden, sodass der E-Motor nur den Betriebsdruck erzeugen muss.

Soweit zu erfahren ist, sind diese Systeme wohl recht preiswert. Hydraulikwandler kann man auch kompakt genug bauen, um sie in den Rädern unterbringen zu können.

http://www.innas.com/home.html

Hier wird ein Hydraulikhybrid mit einem Linearkolbenmotor beschrieben.

Das ist in der Tat ein interesannter Gedanke.

Die Batterien weden vor allem von den hohen Anfahrströmen belastet und verschleisen aus diesem Grund.

Wenn ich jetzt die Beschleunigung des E-Fahrzeugs durch Druck oder Hydraulik realisiere, könnten Batterien bequem ohne hohe Anfahrströme arbeiten, und würden wesentlic länger ihren Dienst tun.

Themenstarteram 6. Mai 2009 um 13:31

Die Rekuperation vollelektrisch zu erledigen, scheint ja ein durchaus größeres Problem zu sein. Soweit ich das verstehe, bräuchte man dafür eigentlich zusätzliche Akkukapazität, oder man müsste den erzeugten Bremsstrom wenig wirtschaftlich über thermische Widerstände abfackeln (wie bei Bahnantrieben aus grauer Vorzeit). Warum also nicht in ein Gasvolumen (Stickstoffpuffer) hineinbremsen? Die Akkus des elektrischen Antriebs werden so nur einmal aufgeladen und entladen sich während des Betriebs gleichmässig, ohne dauernd beim elektrischen Abremsen teilgeladen zu werden. Das könnte tatsächlich zur Schonung des elektrischen Systems beitragen und man kann nebenbei das mechanische Getriebe entsorgen. Auch die Steuerung des Elektromotors könnte vielleicht etwas einfacher ausfallen.

am 6. Mai 2009 um 19:29

Der Wirkungsgrad eines Mechanischen Getriebes mit einer im Eingriff befindlichen Paarung (standard im PKW-Getriebe) liegt bei > 98 %.

Der Wirkungsgrad eines guten Hydraulikmotors liegt bei maximal 96%. Der der Pumpe ebenso (oft gleiche Technik). Macht in Summe 92% Wirkungsgrad. Erschwerend kommt hinzu, daß das Hydraulische Getriebe bei geringer Last (=Druck) sehr viel stärker im Wirkungsgrad einbricht als ein mechanisches Zahnradgetriebe.

Nur bei extremer Untersetzung der Motordrehzahl ist das hydraulische getriebe vorteilhaft (daher auch die typischen Anwendungen).

Gruß SRAM

P.S.: statt einem System jetzt sogar drei Systeme im Fahrzeug --> die Komplexitätskosten fressen euch auf........

Themenstarteram 6. Mai 2009 um 21:19

Durch die Hydraulik wird im vorliegenden Fall sogar erheblich Leistung gewonnen. Im angesprochenen Lightning Hybrid leistet der Dieselmotor 90PS. Zusammen mit dem Hydrauliksystem sollen daraus über 200PS werden.

Ich habe auch erst mal gestutzt, aber die Hydraulik ermöglicht das Speichern von Druckgas (Stickstoff) in einem Resservoirsystem, in das hineingebremst und aus dem wieder herausbeschleunigt wird. Ohne diese ebenfalls Akkumulator genannten Speichertanks wäre es vermutlich nichts besonderes und nicht weiter interessant.

Ich habe so einen Vorschlag schon mal im Zusammenhang mit dem Stelzer-Motor gesehen (Freikolbenmotor) der entweder Strom erzeugen, oder als Hydraulikpumpe funktionieren kann. Hydraulikmotoren sind auch kompakter, als zum Beispiel die Radnabenmotoren, die momentan für PKWs zur Verfügung stehen.

Themenstarteram 7. Mai 2009 um 19:09

Update: Soweit einigen deutschsprachigen Veröffentlichungen zu entnehmen ist, ist dieser Hydraulikhybrid offenbar nur für Kleintransporter und LKW (Paketdienst/Müllwagen) gedacht. Also nix is mit Getriebe entsorgen im Eigenbau EV.:(

Wie SRAM schon sagt, alle 3 Systeme in einem Fahrzeug zu verbinden wird teuer...

Wird auch schwer. Es gibt schon Gründe warum die "Hydraulic Launch Assist" (Hydraulische Anfahr Hilfe) in schwere LKW eingebaut wird. Zwar sind bei Müllwagen bis zu 50% Kraftstoffeinsparung möglich aber die Hydraulik wiegt und sie kostet Geld da es sich um Präzisionsteile handelt.

Elektrische Teile sind wesentlich billiger. Grosse LKW können das Gewicht wesentlich einfacher verkraften als kleine PKW.

Was ich nicht ganz verstehe ist warum Alle immer das Getriebe los werden wollen. Das Getriebe ist das kleinste aller Probleme am Auto und einfach und billig herzustellen. Getriebe erlauben die perfekte Anpassung von Motorcharakteristik und Antriebsbedarf, egal ob es sich um Drehzahl, Drehkraft oder beides handelt.

Man beachte doch bitte das selbst an Vollelektrischen Industriemaschinen, selbst Generatorturbinen in stationären Kraftwerken Getriebe zwischengeschaltet sind. Es gibt dafür viele praktische Gründe die die Idee einer "theoretischen Vereinfachung" durch wegfallen des Getriebes weit übersteigen.

Um so höher der Anteil von Start/Stop Zyklen im täglichen Gebrauch und um so höher das dabei bewegte Gewicht um so schneller macht sich der Hybrid bezahlt. Zumindest wenn man davon ausgeht das ein Hybrid in der Produktion mehr kostet wie ein Standard Verbrenner mit Handgeschalteten 5 Gang Getriebe. Für ein Fahrzeug das NUR Autobahn fährt lohnt es sich bei heutigen Preisen nicht einen Hybrid zu erwägen.

Der Wettbewerb zwischen den Firmen in den USA zwischen Hydraulik und Elektrischen Hybrid LKW ist Rasiermesser scharf, es geht prinzipiell darum was unterm Strich übrig bleibt.

Man sieht zum Beispiel das grosse Firmen wie Walmart und UPS momentan verschiedene Systeme ausprobieren da sich noch kein klarer Gewinner heraus kristallisiert hat.

Welchen System gewinnt mag auch von der Einsatzart abhängen. Für Stromwerke und Telefongesellschaften ist es allemal der Diesel-elektrische "Körbchenhybrid". Für andere mag es hydraulisch sein.

Gruss, Pete

Ich habe mir mal die von Dir gegebene Website des Lightning angeguckt.

Kommt mit etwas "reisserisch" vor... man könte es auch "optimistisch" nennen

Der Verbrauch des Fahrzeugs mit einem 90 PS Motor und einer Geschwindigkeit von 176 km/h wird mit 2,6 liter/100km angegeben.

 

Auch der hydraulische Arbeitsdruck erscheint mir etwas hoch, nur sollte man sich erinnern das um so höher der Druck, um so teurer und schwerer die Teile...

7000 psi = 470 bar, etwa höher als was in modernen Arbeitsmaschinen benutzt wird.

Die angegebene Beschleunigung kann nur dann erreicht werden wenn der (oder die) Akkumulatoren vor dem anfahren gefüllt werden.

Das Auffangen von bis zu 85% der "vorhandenen" nicht der "verwendeten" Energie erscheint durchaus möglich, das schaffen auch die Hydro Müllwagen Hybride.

Trotzdem finde ich das Konzept sehr Interessant und wünschen den Machern Viel Glück.

 

Gruss, Pete

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