Kupplung im Hybrid

[PS-Schnecke132711]

Die Suche zu diesem Thema brachte nur einen uralten, langen Thread hoch. Ich habe bei Google auch ein längliches, schwammiges, altes PDF dazu gefunden. Wenn man bedenkt, wie teuer und verschleißanfällig eine Kupplung ist, wundert es mich, dass es irgendwie kein Problem zu sein scheint, E-Maschine und Verbrennungsmotor voneinander abzukupplen. Und zwar selbst in einem Wagen mit Wandlerautomatik (wo es nur nasse Reibkupplungen im Getriebe gibt, aber nicht in der Nähe des Motors).

Wenn es eine formschlüssige Kupplung, wie im manuellen Getriebe / Doppelkupplungsgetriebe, ist, müsste die ja vor jeder Veränderung entlastet werden. Übernimmt das der Elektromotor? Gibt es dann einen extra AnlasserMotor? Soweit ich weiß, geht der Trend doch zu großen Elektromotoren und starken Batterien. Ein solcher Motor kann den Verbrennungsmotor leicht und ohne Schwung zu holen anwerfen. Selbst im Winter denke ich, dass man den Motor auf die gleiche Weise anwirft. Sobald aber einzelne Zellen und die Transistoren zu heiß werden, wartet man bis sich die Wärme im Akku und im Motor verteilt und startet einen nächsten Anlauf.

Mir scheint, dass die aktuellen Hybride alle eine zusätzliche Kupplung haben und die Kosten jetzt einfach draufgeschlagen werden können, weil Hybride eh schon so teuer sind. Das Bein ist halt schon einer der stärkeren Teile des Menschen, da kommt man mit einem Scheibenwischer-Motor nicht sehr weit. Für maximales Drehmoment bei minimaler Kraft, muss eine Kupplung einen großen Radius haben. Deshalb ist sie ja üblicherweise nahe der Ölwann, die eh schon unten aus dem Wagen rausguckt. Transaxle ist Blödsinn. Kupplung innerhalb einer anderen Kupplung (manche Doppelkupplungsgetriebe) und Kupplung innerhalb von Elektromotor ist auch Blödsinn. Ein downgesiztes, hybridisiertes Auto hat doch heute nur noch 3 Zylinder und in der S-Klasse dann mal 4, die da aber locker rein passen.

[OO--II--OO]

Pauschal kannst das nicht beantworten, gibt etliche Ausführungen von "Hybrid" :

http://www.hybrid-autos.info/technik/hybrid-varianten.html

Bei dem System hier würde sich überhaupt nix ändern, normaler Frontantrieb und (sogar nachträglich) elektifizierte HA :

http://www.love-green.de/.../...-in-hybrid-zum-nachruesten-id8865.html

[Achsmanschette2]

arnero, deine vagen Vermutungen treffen auf ein unheimliche Bandbreite von Hybrid-Lösungen.

Mild-Hybride mit Riemenstartergenerator (P0) => haben nur eine aufgebohrte Lichtmaschine. Sonst sind sie wie der Verbrenner davor. Keine zusätzliche Kupplung.

Kurbelwellenstarter-Generator (P1) -> E-Motor auf der Kurbelwelle. Sonst sind sie wie der Verbrenner davor. Keine zusätzliche Kupplung.

Wenn E-Motor am Getriebe-Ausgang (P3) -> Keine zusätzliche Kupplung.

Wenn E-Motor an der nicht vom Verbrenner angetriebenen Achse (P4) -> Keine zusätzliche Kupplung.

Serielle Hybride => gar keine Kupplung mehr. Verbrennermotor direkt an einen Generator fest verbunden. Man kann ja den Generator regeln. Und mit dem Generator auch den Verbrenner starten.

Nur P2 -> E-Motor am Getriebe-Eingang, das kann man mit zusätzlicher Kupplung machen oder ohne.

 

Sonst Grundlagen:

https://www.springer.com/.../9783658141622-c2.pdf?...

Und hier für P0, P1, P2, P3, P4-Hybride:

https://www.schaeffler.com/.../Schaeffler_Kolloquium_2010_25_de.pdf

Dort im Bild sind zwar erstmal 2 Kupplungen K0 und K1, aber je nach Variante reicht da auch eine Kupplung für P0, P1, P3 und P4. Nur bei Einbauposition P2 muss man überlegen, ob man auch einen rein elektrischen Betrieb haben will, aber ohne den Verbrennungsmotor mitzuschleppen.

Und sonst: die billigsten Automatiken sind Automatisierte Schaltgetriebe (Dualogic, Easytronic, Durashift-EST, Quickshift usw. usf.). Da ist ein elektrischer Aktor für die Betätigung der Kupplung und einer für die Automatisierung der Schalthebelstellung. So billig, dass es in Serie im Smart Fortwo BR451 verbaut wurde. Versorgt aus dem 12V-Bordnetz.

In DKGs gibt entweder einen elektrischen Aktor für die Betätigung der Doppelkupplung (z.B. Renault EDC, Ford, Getrag) oder einen hydraulischen (die ganzen VW DKGs).

Zitat:

Und zwar selbst in einem Wagen mit Wandlerautomatik (wo es nur nasse Reibkupplungen im Getriebe gibt, aber nicht in der Nähe des Motors).

Die WÜK (Wandlerüberbrückungskupplung) gibt es auch dort sehr nah am Motor.

Zitat:

Mir scheint, dass die aktuellen Hybride alle eine zusätzliche Kupplung haben

Dann scheint es dir falsch.

Paar Beispiele:

* BMW i3 REx, Fisker Karma, weil serielle Hybride, LTC TX5 (London Taxi), Nissan e-Power

* alle Mild-Hybriden, denn die haben eine P0 oder P1-Anordnung (Honda IMA, Renault Scenic, die neuen Audi 48V-Hybriden, die VW-48V-Hybriden, Dodge, usw.)

* die Through-The-Road-Hybride mit elektrischer Hinterachse (z.B. PSA Hybrid4, Volvo V60 D6, Volvo S90/V90/XC90, BMW 225xe) oder Vorderachse: BMW i8, an der anderen Achse mit Verbrenner ist dann wieder ein P0 oder P1-E-Motor

* die ganzen Fahrzeuge mit Toyota oder Lexus Hybrid Synergy Drive (auch Ford Mondeo, C-Max) - die haben ein e-CVT, ein Planetengetriebe, früher ganz ohne Kupplungen, dann mit Freilauf

* manche parallel-serielle haben weiterhin nur eine Kupplung:

Outlander PHEV, Honda i-MMD, auch alles mit e-CVT über zwei E-Motoren

 

Dann bleiben nur die P2-Hybriden übrig (E-Motor am Getriebeeingang). Da ist die Umsetzungsvielfalt wieder enorm.

[PS-Schnecke132711]

Also findet noch keine Konsolidierung statt. Danke für die Beispiele. Ich würde ja gerne (im Sinne meiner These) wissen, welches Auto davon noch P0 ist. Gerade Honda war ja schon immer P1.

Wenn das alles so kompliziert ist, dann ist ja klar, wieso sich die Werbung immer so weit vereinfachen muss, dass es sowieso immer sinnentstellend ist. Der Synergie Drive kann ja rein elektrisch fahren. Dafür darf der Verbrennungsmotor nicht mitdrehen, muss also festgesetzt werden. So quasi Parkmodus wie bei der Automatik. Das wird ja auch über eine Klauenkupplung geregelt. Aber der Synergy drive verbraucht ja wohl zu viele seltene Erden. Vom Wirkungsgrad her ist es am besten den Elektromotor 1:1 an die Räder anzuflanschen (through the road), vom Rohstoffverbrauch her ist es am besten, ihn auch über ein (also das) Getriebe anzuflanschen. Gerade bei den "through the road" systemen hätte ich gedacht, dass die nur zum Fahren in der 30er Zone oder zum Anfahren auf Glatteis verwendet werden und bei 60 km/h abgekoppelt werden (Wirbelstromverluste). Dieser Antrieb ist nur unsportliches Fahren und Länder mit niedriger Höchstgeschwindigkeit (USA) sinnvoll. Wenn es nach mir und meinem Umfeld ginge, könnte man in DE auch gerne 130 km/h als maximales Tempo einrichten. Dann noch 45 km/h in der Stadt für die Mopeds.

Die Publikation von Schaeffler ist auch schon wieder 8 Jahre alt. Okay geht nur um die Klassifikationen. Es ist ja schön, dass das alles so durchnummeriert wird. Das kommt mir vor wie bei den Typen der second harmonic generation bei Licht oder den Diabetes "Typen". Mild-Hybride sind für mich eigentlich keine Hybride. Dabei handelt es sich doch wirklich um die herkömmlichen Autos, die nun einen elektronisch kommutierte Lichtmaschine haben. Elektronische Kommutation war im Hobby Bereich 1990 hip, keine Ahnung wieso man da heute noch drüber redet. Ein Hybrid muss für mich in der 30er Zone rein elektrisch fahren können (wie ein NiCd-Modellauto anno 1990 halt) und segeln können (z.B. die Autobahn Berg runter bei 120 km/h (elektrisch stabilisiert) mit Rückenwind).

>bleiben nur die P2-Hybriden übrig

Ich glaube, dass das in 5 Jahren die Realität wider spiegelt. Jetzt weiß ich aber nicht, was es da für eine Vielfalt geben soll. Ich sehe dauernd Bilder von "Getrieben" in der Tageszeitung, die halt am Getriebeeingang verdächtig viele im Umfang angeordnete Kupferwicklungen haben.

Ich habe mal bei dem CVT Begriff gestutzt. Für mich sind die Zähne des Zahnrades vergleichbar mit dem Polen bei einer E-Maschine vergleichbar mit dem Flügeln im Drehmomentwandler. Vielleicht könnte man mal so Wellenförmige Zähne einsetzen und Federn, sodass Zahräder auch mal drüberrutschen können. Jedenfalls könnte man überall einen Sensor anbauen und nachher in den Logs genau nachlesen, wann wieder eine Lamelle im Wandler eine Position weiter gewandert ist, oder die E-Mschine kommutiert werden musste. Klar, das führt zu hochfrequentem Lärm, nicht zu niederfrequenten Stößen wie beim Schaltgetriebe. CVT ist und bleibt für mich nur diese Kegelrad oder deVAnci also diese Getriebe mit diesen freien Formen und der nicht-Abzählbarkeit von Schritten.

[pulsedriver75]

Der Toyota Hybrid Antrieb kommt grundsätzlich ohne Kupplung aus, bis auf die speziellen Power Versionen im GS450h und im LS, die mehr als 200 schaffen und wegen der Drehzahl der e Motoren dann eine zweite Fahrstufe haben.

Ob inzwischen aus anderen Gründen eine drinnen ist, weiss ich nicht, grundsätzlich nötig wäre sie aber nicht, damit das Fahrzeug fahren kann.

[Schattenparker134965]

Zitat:

@arnero schrieb am 24. Juni 2018 um 09:54:33 Uhr:

Der Synergie Drive kann ja rein elektrisch fahren. Dafür darf der Verbrennungsmotor nicht mitdrehen, muss also festgesetzt werden. So quasi Parkmodus wie bei der Automatik. Das wird ja auch über eine Klauenkupplung geregelt.

Kannst du uns dazu eine Quelle geben?

Meines Wissens hat der Synergie Drive eine stufenlose Übersetzung und wenn der Benzinmotor nicht gebraucht wird, wird er nicht über irgend eine Vorrichtung festgesetzt, sondern die stufenlose Übersetzung wird auf 1:unendlich gebracht. Jetzt kann der Benzinmotor während der Fahrt stehen, ohne das eine Sperre oder Kupplung gebraucht wird. Das gilt aber nicht für Autobahntempo, weil die Drehzahl des Motorgenerator1, der am Sonnenrad sitzt, dann zu stark ansteigen würde. Nimmt man auf der Autobahn das Gas weg, bremst der Verbrenner etwas mit. Wäre er jetzt mechanisch blockiert, könnte der MG1 beschädigt werden.

 

Warum kann die Editorsoftware immer noch kein Unicode? Wir leben im 21. Jahrhundert.

In einem technischen Forum sollte man wenigstens ein Unendlich-Zeichen schreiben können.

[Achsmanschette2]

Zitat:

Also findet noch keine Konsolidierung statt.

Die Konsolidierung wird auch davon behindert, weil die Hersteller bestimmte Konfigurationen patentiert haben. Und wenn andere dann nicht die Patente nutzen wollen (und damit an die Patentinhaber zahlen), müssen sie sich was anderes ausdenken. So entsteht eine große Vielfalt.

Zitat:

Danke für die Beispiele. Ich würde ja gerne (im Sinne meiner These) wissen, welches Auto davon noch P0 ist. Gerade Honda war ja schon immer P1.

Hier ist mir nicht klar, "welches Auto davon" - wovon? Alle Autos mit ausschließlich E-Motor im Riemen-Starter-Generator sind P0. Kleine Liste von aktuellen und angekündigten Fahrzeugen mit P0-Konfiguration, alles Mild-Hybride mit P0-Konfiguration:

Audi A6 C8 (4K) 55 TFSI - 3.0 V6 Turbo Otto EA839 - 48V mild hybrid VW MLB evo 2018

Audi A6 C8 (4K) 45/50 TDI - 3.0 V6 TDI - 48V Mild-Hybrid VW MLB evo 2018

Audi A6 C8 (4K) 40 TDI - 2.0 R4 TDI - 12V Mild-Hybrid VW MLB evo 2018

Audi A7 C8 (4K) 55 TFSI - 3.0 V6 Turbo Otto EA839 - 48V mild hybrid VW MLB evo 2018

Audi A7 C8 (4K) 50 TDI - 3.0 V6 TDI - 48V Mild-Hybrid VW MLB evo 2018

Audi S7 C8 (4K) "2.9 V6 Biturbo - electric compressor - spring 2019" VW MLB evo 2019

Audi A8 (D5) (L) 55 TFSI - 3.0 V6 Turbo Otto EA839 - 48V mild hybrid VW MLB evo 2018

Audi A8 (D5) (L) 50 TDI - 3.0 V6 TDI - 48V mild hybrid VW MLB evo 2018

Audi Q8 50 TDI - 3.0 V6 Diesel TDI VW MLB evo, PL73 2018

Audi Q8 "45 TDI - 3.0 V6 Diesel TDI - beginning of 2019" VW MLB evo, PL73 2019

Buick LaCrosse eAssist 2012 2014

Buick Regal eAssist 2012 2014

Chevrolet Malibu Hybrid 2008 2010

Chevrolet Malibu eAssist/Eco 2013

Chevrolet Impala eAssist 2014

Dodge RAM Mild-Hybrid eTorque - 3.6 V6 2019

Dodge RAM Mild-Hybrid eTorque - 5.7 V8 2019

Ford Fiesta 1.0 EcoBoost 48V Mild-Hybrid - like Focus 2019

Ford Focus 1.0 EcoBoost 48V Mild-Hybrid 2018

Hyundai Tucson (QL) Facelift 2.0 CRDI Diesel mild-hybrid EcoDynamics+ - August 2018 2019

Hyundai Tucson (QL) Facelift 1.6 CRDI Diesel mild-hybrid EcoDynamics+ - Spring 2019 2019

Hyundai Sonata (YF) Hybrid Hyundai-Kia Y6 2011

Kia Sportage (QL) Facelift 2.0 CRDI Diesel mild-hybrid EcoDynamics+ - August 2018 2019

Kia Sportage (QL) Facelift 1.6 CRDI Diesel mild-hybrid EcoDynamics+ - Spring 2019 2019

Kia Ceed III 1.6 CRDI mild-hybrid EcoDynamics+ - in 2019 Hyundai-Kia K2 2019

Kia Optima/K5 (TF) Hybrid Hyundai-Kia Y6 2011

Mercedes C200 (W205 MoPf) (4matic) EQ Boost - 1.5 R4 Turbo Otto, M264, particle filter Daimler MRA 2019

Mercedes C300 (W205 MoPf) EQ Boost - 2.0 R4 Turbo Otto, M264, particle filter Daimler MRA 2019

Mercedes E350 (A238) Coupé EQ Boost - 2.0 R4 Turbo Otto, M264, particle filter Daimler MRA 2018

Mercedes E350 (A238) Cabrio EQ Boost - 2.0 R4 Turbo Otto, M264, particle filter Daimler MRA 2018

Mercedes CLS 350 4matic (C257) EQ Boost - 2.0 R4 Turbo Otto, M264, particle filter Daimler MRA 2019

Renault Clio dCi Hybrid Assist - 1.5 R4 Diesel 2019

Renault Megane/Megane Tourer dCi Hybrid Assist - 1.5 R4 Diesel CMF-C/D 2019

Renault Scenic/Grand Scenic dCi Hybrid Assist - 1.5 R4 Diesel CMF-C/D 2017

Saturn Vue Green Line 2007 2009

Saturn Aura Green Line 2007 2009

Seat Leon "1.0 R3 TSI - Golf 8 Basis speculation

eventually e-clutch for manual transmission" VW MQB 2020

Seat Leon 1.5 R4 TSI 48V-Mild-Hybrid VW MQB 2020

Seat Leon 2.0 R4 TDI - 48V Mild-Hybrid, Diesel VW MQB 2020

Skoda Vision X - Polar/Kanuq 1.5 R4 TSI CNG - Concept at Geneva 2018 - End of 2019, 48V-Mild-Hybrid VW MQB -A0 2020

Suzuki Baleno (II) Hybrid, R4 1.2 Otto, SHVS (Smart Hybrid Vehicle by Suzuki) 2016

Suzuki Ignis (III) Hybrid, R4 1.2 Otto, SHVS (Smart Hybrid Vehicle by Suzuki) 2017

Suzuki Swift Hybrid, R3 1.0 Turbo Otto, SHVS (Smart Hybrid Vehicle by Suzuki) 2017

VW Golf VIII (380) Mild-Hybrid "1.0 R3 TSI - Golf 8 Basis speculation

eventually e-clutch for manual transmission" VW MQB 2020

VW Golf VIII (380) Mild-Hybrid 1.5 R4 TSI 48V-Mild-Hybrid VW MQB 2020

VW Golf VIII (380) Mild-Hybrid 2.0 R4 TDI - 48V Mild-Hybrid, Diesel VW MQB 2020

 

Zitat:

Der Synergie Drive kann ja rein elektrisch fahren. Dafür darf der Verbrennungsmotor nicht mitdrehen, muss also festgesetzt werden. So quasi Parkmodus wie bei der Automatik. Das wird ja auch über eine Klauenkupplung geregelt.

Man kann den Verbrennungsmotor beim rein elektrischen Fahren auch leer mitdrehen, man muss den also da nicht festsetzen. Hat dann aber die Schleppverluste, die man aber reduzieren kann, wenn man die Ventile passend aufmacht.

Zitat:

Aber der Synergy drive verbraucht ja wohl zu viele seltene Erden.

Ist so pauschal nicht richtig.

Zitat:

Vom Wirkungsgrad her ist es am besten den Elektromotor 1:1 an die Räder anzuflanschen (through the road),

Nein, das ist nicht stimmig. Ja, vom Wirkungsgrad können Elektromotoren (bei stimmiger Konstruktion) an den Rädern (in-wheel hub motor = Radnabenmotoren) am besten sein, weil die Verluste in den Wellen und Gelenken dahinter entfallen. Aber "Through the road-Hybrid" nennen sich Hybrid-Konfigurationen, wo ein Verbrennungsmotor die eine Achse antreibt und ein Elektromotor/en die andere Achse.

Zitat:

vom Rohstoffverbrauch her ist es am besten, ihn auch über ein (also das) Getriebe anzuflanschen.

Ist so nicht stimmig.

Zitat:

Gerade bei den "through the road" systemen hätte ich gedacht, dass die nur zum Fahren in der 30er Zone oder zum Anfahren auf Glatteis verwendet werden und bei 60 km/h abgekoppelt werden (Wirbelstromverluste).

Ist unterschiedlich.

Zitat:

Mild-Hybride sind für mich eigentlich keine Hybride.

Tja, dann hast du ein großes Problem. :D Denn der Rest der Welt sieht Mild-Hybride als Hybride. Du kannst dir deine Vorstellungswelt gern anders zurechtlegen und deinen Blick auf Voll-Hybride verengen, aber dann solltest du diese Einschränkung auch deutlich machen.

 

Zitat:

>bleiben nur die P2-Hybriden übrig

Ich glaube, dass das in 5 Jahren die Realität wider spiegelt. Jetzt weiß ich aber nicht, was es da für eine Vielfalt geben soll. Ich sehe dauernd Bilder von "Getrieben" in der Tageszeitung, die halt am Getriebeeingang verdächtig viele im Umfang angeordnete Kupferwicklungen haben.

Dann ist deine Wahrnehmung da recht verengt. Aber wer weiß schon wirklich, was in 5 Jahren ist.

Zitat:

Ich habe mal bei dem CVT Begriff gestutzt. Für mich sind die Zähne des Zahnrades vergleichbar mit dem Polen bei einer E-Maschine vergleichbar mit dem Flügeln im Drehmomentwandler.

CVT ist und bleibt für mich nur diese Kegelrad oder deVAnci also diese Getriebe mit diesen freien Formen und der nicht-Abzählbarkeit von Schritten.

Du solltest die Begriffe CVT und e-CVT unterscheiden lernen.

CVT sind erstmal alle kontinuierlich variablen Getriebe, wo es eine große Vielfalt von Realisierungsvarianten gibt.

E-CVT (oder auch EVT = Electric Variable Transmission) sind die, die das mit 2 Elektro-Motoren machen.

Das Hybrid Synergy Drive von Toyota/Lexus ist da ein Beispiel (unter Hinzunahme eines Planetengetriebes), aber nicht das einzige.

Andere nennen sich z.B.

* GM Two-Mode Hybrid (Chevrolet/Cadillac/GMC Tahoe/Yukon/Escalade/Silverado/Sierra1500 - two-mode hybrid 2008 - 2013, auch übernommen in den Mercedes ML450 (W164) Hybrid - 3.5 V6 Otto, 2010 - 2015, und den BMW ActiveHybrid X6 (E72) 2010 - 2011)

* Voltec-Antrieb (General Motors) im Chevrolet Volt, Cadillac ELR, Cadillac CT6, Chevrolet Malibu Hybrid)

* e-Flite EVT (bei FCA, z.B. im Chrysler Pacifica PHEV)

* i-MMD (Honda im Accord i-MMD PHEV, Insight III, Odyssey HEV/PHEV, Clarity PHEV, CR-V HEV/PHEV),

* GKN Multi-Mode eTransmission (z.B. im Outlander PHEV vom Zulieferer GKN)

* oder bei Renault im Eolab Concept vorgestellt