Neues Antriebskonzept
Anfang des Jahres habe ich meine Idee, eines neuen Linearkolben Zweitaktmotor, zum Patent angemeldet. Ich möchte damit kein Geld verdienen, sondern der Sinn darin lag, vielleicht mögliche Interessenten zu finden, die an einer Prototypenentwicklung Interesse hätten. Ich habe mein Patent nur für Deutschland angemeldet und muss mich bis zum 23.12.2017 entscheiden ob ich es Weltweit anmelden möchte.
Bei der Entwicklung meines Motors stellte sich heraus, dass er nur mit Wasserstoff funktionieren würde. Das war der Grund, dass ich einen Vergleich der bestehenden Antriebskonzepte einmal durchgeführt habe. Verglichen habe ich das bestehende Verbrennungsmotorantriebskonzept, das batteriegepufferte Elektroantriebskonzept und ein wasserstoffbetriebenes Antriebskonzept.
Die Hauptfragen für mich waren dabei:
Inwieweit lassen sich möglichst viele vorhandene und zukünftige Fahrzeuge umrüsten, so dass sie möglichst wenig die Umwelt belasten (CO2, NOx und Feinstaub).
Was für Kosten entstehen für die Allgemeinheit (Erstellung der notwendigen Infrastruktur).
Was für Entwicklungszeiten müssen eingeplant werden.
Welche Genehmigungszeiten – Ausschreibungszeiten sind dabei zu berücksichtigen.
Was würden diese Fahrzeuge kosten (gibt es da denn noch Fahrzeuge in der Golfpreisklasse).
Das Ergebnis hat mich doch erstaunt.
Ich habe meine Erkenntnisse und auch eine Vorstellung meiner Motoridee auf meiner Homepage
www.hhab-motor.de
zusammengefasst.
Hier eine Zusammenfassung des Ergebnisses:
Elektrofahrzeuge auf Batteriebasis sind nicht geeignet die bestehenden Verbrennungsmotoren zu ersetzen. Sie sind höchstens eine Ergänzung. Der Hauptgrund dafür ist nicht die schlechte Reichweite, sondern die Ladezeit der Batterie. Es dauert zu lange und die benötigte Infrastruktur ist nicht vorhanden und teuer.
Für den Ersatzt von nur 10% aller Verbrennungsmotoren, also 4.506.793 Fahrzeugen, werden 120.000 Schnellladesäulen benötigt, um zu erreichen das jede Ladesäule max. 6 Stunden pro Tag genutzt werden kann.
Weitere Gründe gegen dieses Konzept sind:
Die Reichweite eines Elektrofahrzeugs ist stark temperaturabhängig, im Winter liegt diese ca. 20% geringer als im Sommer.
Das Recyceln der Lithiumbatterien ist noch nicht gelöst.
Ein Elektrofahrzeug mit Speicherbatterie ist zu schwer.
Die Lebensdauer der Batterien ist begrenzt, das bedeutet für den Besitzer, wenn er nach ca. 150.000 km eine neue Batterie einbauen lässt, das er dafür min. 10.000€ bezahlen muss. Auch lassen sich Gebrauchtwagen mit hohen Kilometerstand nicht einfach verkaufen, weil die Batterie nicht mehr lange nutzbar ist. Heute werden viele Gebrauchtfahrzeuge mit hohen Laufleistungen verkauft, das wäre nicht mehr möglich.
Besser wäre es, sich jetzt schon für ein zukunftssicheres Antriebskonzept zu entscheiden. Die notwendigen Entwicklungen für die Einführung und Verwirklichung eines Wasserstoff-Antriebskonzept sind überschaubar und lassen sich zeitnah durchführen. Folgende Komponenten müssen noch zur Serienreife weiterentwickelt werden:
1. Der benötigte Wasserstoffverbrennungsmotor, Idealerweise der HHAB-Verbrennungsmotor, der aus sehr wenigen Teilen besteht und sich takten lässt. Mit diesem Aufbau wäre es möglich, auf eine schwere Pufferbatterie zu verzichten. Der ist aber noch nie gebaut wurden und es könnte sein, das er nicht wie gedacht funktioniert. Als Alternative könnte man den Linearkolbenmotor der Fa. DLR einsetzen oder aber einen konventionellen Verbrennungsmotor auf Wasserstofftechnik umrüsten, wie es die Münchner Firma Keyou bereits tut.
2. Ein Wasserstoffflaschensystem das für ein Flaschenwechselsystem geeignet ist. Dieses Flaschensystem besteht aus einem CFK Schutzgitter, einer 55 Liter Wasserstoffflasche mit 2,1 kg Wasserstoff Inhalt, einem Notabschaltventil, was im Notfall die Flasche verschließt und einem Entnahmeanschlussventil mit einer Anschlusskupplung. Das Ganze muss so entwickelt werden, dass es absolut sicher funktioniert. Also alle Sicherheitsvorrichtung werden doppelt ausgelegt und funktionieren nach verschiedenen Kriterien und werden nach jeder Nutzung und während der Nutzung überprüft (Flugzeugsicherheitsprinzip). Einen möglichen Lösungsansatz stelle ich hier auf meiner Homepage vor.
3. Eine Tankstelleninfrastruktur. Einen möglichen Lösungsansatz stelle ich hier auf meiner Homepage vor.
Über interessante Kommentare würde ich mch sehr freuen
Beste Antwort im Thema
energiehungrige SUVs geraten in den nächasten jahren zum glück wieder ausser mode. der trend geht dann eindeutig zu baustellenfahrzeugen. hoffentlich gibt es kein verkehrschaos vor den schulen wenn helikoptermütter ihren narzistischen nachwuchs mit dem bmw-bagger bis vor das klassenzimmer karren wollen.😁
zurück zum thema....
91 Antworten
Na ja, mit einer 800 kg Batterie halt.
Bei Stapler spielt das Gewicht auch keine Rolle. Die müssen ohnehin schwer sein.
Aber lassen wir uns überraschen wie sich die Dinge entwickeln.
Zitat:
@Mydreamcar schrieb am 19. Dezember 2017 um 14:24:14 Uhr:
Hallo erst mal. E. Mobile werden sich durchsetzten ob mit Akku als Speicher werden wir sehen. Grundsätzlich muss sich die Gesellschaft ändern um kurze Reichweite und lange Tank-Zeiten zu akzeptieren . (Ende der Leistungsgesellschaft?)
Man muss auch nicht unbedingt mit einem E-Mobil in 3,8sec auf 100km/h beschleunigen können. Kleinere Motoren so um die 10Kw mit stufenlose Getriebe würden ausreichen. Was die Reichweite erhöht.
Blödsinn.
Für 80 km/h brauchst du bei einem 1.5 tonner:
Leistung gegen Rollwiderstand als F x v: 0.01 x 9.81 m/s² x 1500 kg x 22 m/s = 3,2 kW
Leistung gegen Windwiderstand nach 1/2 Rho Cw A v^3 mit Cw = 0.3 und A = 2.2 m²: 1/2 x 1,1 x 0,3 x 2.2 x 22^3 = 3,8kW
Das Ding wird nie im Leben Tempo 100 erreichen und die 80 nur in Zeitraffer unter 10s erreichen. Zudem verliert ein E-Motor keinen Wirkungsgrad, wenn er stark ausgelegt und wenig belastet wird. Deswegen können die Teile in 4s auf 100 sprinten und haben trotzdem unter 400km praktischer Reichweite. Alleine das stufenlose Getriebe ist beim E-Motor Unfug in Tüten weil Reibungsverluste (und das nicht zu knapp). Wenn du 80 fährst, brauchste halt nur 10kW. Egal ob der Motor 10kW oder 100kW Vortrieb leisten kann.
Ja, das hat leider etwas länger gedauert. Ich habe jetzt auf meiner Homepage www.hhab-motor.de https://hhab-motor.de/argumente-fuer-die-entscheidung.html mal ein paar Argumente gesammelt, für die Umstellung auf das Wasserstoffantriebskonzept.
Zitat:
@GaryK schrieb am 19. Dezember 2017 um 20:08:22 Uhr:
Wenn du 80 fährst, brauchste halt nur 10kW. Egal ob der Motor 10kW oder 100kW Vortrieb leisten kann.
... stimmt. Aber nur ohne Steigung, Beladung und Gegenwind 😉
der "Stevie"
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Du verschweigst das eine Brennstoffzelle auch einmal im Autoleben erneuert werden muss. Toyota gibt für den Mirai etwa 100tkm für die Brennstoffzelle an. Ist auch nur eine volta'sche Zelle. Zudem braucht man dafür Platin. Aber offenbar fallen Brennstoffzellen bei dir CO2-frei vom Himmel.
Grüße,
Zeph
Vor allem fällt der Wasserstoff vom Himmel.
Wenn man den mit 66-70% Wirkungsgrad aus Strom erzeugt - gruselig. Und daraus wieder Strom geht mit etwa 60% unter guten Bedingungen - je höher die Last einer BZ desto weniger. Also in Summe etwa 40% Wirkungsgrad. Für etwas, was ein Batteriestromer mit jenseits 90% schafft. Statte inem billigen Akku hat man dann eine ziemlich teure BZ, die aus der gleichen Primärenergie mit viel mehr Invest etwas weniger als die Hälfte Reichweite holt. Toller Deal.
Das alle Teile eines Fahrzeugs einmal ersetzt werden müssen, ist jawohl selbstverständlich. Aber bei den E-Autos ist die Pufferbatterie ein Verschleißteil. Bei meiner Ausführung bin ich nicht von einer Benutzung einer Brennstoffzelle ausgegangen. Ich habe in meiner Ausführung auch daruaf hingewiesen, dass man für die Umstellung auf Wasserstofftechnik mehr elektrische Energie benötigt als für die Umstellung auf ein E-Antriebskonzept. Der Knackpunkt ist das lange Laden und die zeitnahe zur Verfügung stellen der Energie. Ich habe hier mal ausgerechnet, was das ganze für die Autobahn 1 bedeuten würde:
Beispielrechnung für die Autobahn A1:
größte Auslastung A1 pro Tag
Anteil LKW LKW pro Tag PKW pro Tag Fahrzeuge
11,8% 14160 105.840 120.000 A1
Anzahl Autobahntankstellen auf der A1 51
Länge der A1 749 km
Wenn man jetzt davon ausgeht das jedes Auto einmal tankt
Faktor wie viele PKW einmal auf der Strecke tanken 0,3
Faktor wie viele LKW einmal auf der Strecke tanken 0,7
PKW Tanken für eine Strecke von 400 km
LKW Tanken für eine Strecke von 700 km
PKW Verbrauch pro 100 km 21 KWh/100km
LKW Verbrauch pro 100 km 105 KWh/100km
Ladeleistung Ladesäule PKW 50 KWh
Ladeleistung Ladesäule LKW 150 KWh
Anzahl der Fahrzeuge die Tanken
LKW pro Tag PKW pro Tag
9912 31752
Anzahl der Fahrzeuge die tanken pro Tankstelle
LKW pro TankstelleTag PKW pro Tankstelle Tag
194 623
Strommenge die pro Fahrzeug getankt werden müsste
PKW 84 KWh
LKW 735 KWh
Anzahl der benötigten Ladesäulen
Typ Ladezeit [Std] Ladesäulenanzahl Belegzeit der Ladesäulen [Std]
PKW 1,68 100 10,46
LKW 4,9 80 11,90
Strommenge die pro Tankstelle und Tag benötigt wird
PKW 5.000 KWh
LKW 12.000 KWh
Gesamt Bedarf 17 MWh
Diese Rechnung geht nur auf, wenn sich alle Tankvorgänge gleichmäßig über alle Tankstellen
und über den ganzen Tag gleichmäßig verteilen
Zu installierende Strommenge nur an der A1: 867 MWh
Also an jeder Autobahn ein Erdkabel verlegen
Zitat:
@GaryK schrieb am 29. Dezember 2017 um 10:37:13 Uhr:
Vor allem fällt der Wasserstoff vom Himmel.Wenn man den mit 66-70% Wirkungsgrad aus Strom erzeugt - gruselig. Und daraus wieder Strom geht mit etwa 60% unter guten Bedingungen - je höher die Last einer BZ desto weniger. Also in Summe etwa 40% Wirkungsgrad. Für etwas, was ein Batteriestromer mit jenseits 90% schafft. Statte inem billigen Akku hat man dann eine ziemlich teure BZ, die aus der gleichen Primärenergie mit viel mehr Invest etwas weniger als die Hälfte Reichweite holt. Toller Deal.
.... ja und nein.
Wir wären wieder mitten in der Diskussion wo Energie herkommt und wo hingeht.
Unabhängig von Wirkungsgraden sollte man heutzutage an erster Stelle drauf achten nicht unnötiges und/oder fossiles CO2 zu erzeugen, oder? Darüber hinaus sollten keine Lebensmittel im Tank landen.
Meines Erachtes muss immer der CO2 Footprint über Lifecycle angeschaut werden. Und zwar bei einem Fahrzeug: Rohstoffgewinnung (Stahl, Alu, Faserverbungstoffe, seltene Erden), Transport, Herstellung, Betrieb (Kraftstoff) und Recycling. Und das für jedes einzelne Teil (Karosse, Motor, Tank(s), Reifen,....).
Daraus kann man mehrere Doktorarbeiten ableiten (würde mich dafür anbieten 😉 ).
@GaryK Du hast mit Deinem Ansatz absolut Recht, dass die Wirkungsgradkette bei H2 in einer BZ nicht so prickelnd aussieht, aber wie sieht es mit der CO2 Bilanz bei der Herstellung von BZ vs. Akku aus?
Darüber hinaus lässt sich aktuell mit H2 mehr Energie im Auto speichern, als in einem Akku, oder?
Danke und Gruß
der "Stevie"
Naja, nicht so wirklich. Die Speicherdichte von H2 ist lausig und die Kompressionsverluste nicht ohne. Aktuell und mittelfristig ist es vollkommen bescheuert aus Strom H2 zu machen, wenn man den Strom auch gleich zeitnah verfahren könnte. Und daran wird sich ganz lange nichts ändern.
Guck dir nur die europaweite Herstellung von Ammoniak an. Der Wasserstoff stammt zu 90% plus aus Erdgas. Europa braucht aktuell etwa 8 Millionen Tonnen Stickstoffdünger jedes Jahr, Deutschland etwa 1.6 Mio. Was so ganz grob gerechnet europaweit etwa 8 Millionen bzw. 1.6 Mio Tonnen Erdgas entspricht. In DE sind das etwa 5% unseres gesamten Erdgasverbrauchs alleine für Ammoniak, Europaweit eher 10%. Und Asien braucht richtig Stickstoffdünger, die haben irgendwas um 50 Mio Tonnen Jahresbedarf.
Ich persönlich sehe Akkus energetisch ziemlich entspannt. Lithium gibts wie Sand am Meer, zudem lässt sich ein Akku hervorragend recyclen. Bei Stahl bzw. Alu rechnet heute auch keiner mit dem Energiebedarf aus den Erzen - es gilt der Energiebedarf incl. Recyclingmaterial. Und das ist weit entspannter. Die Verfahren dazu liegen in den Schubladen, aktuell lohnt es sich noch nicht wirklich.
Zitat:
@Horst_Martin schrieb am 28. Dezember 2017 um 20:59:02 Uhr:
Ja, das hat leider etwas länger gedauert. Ich habe jetzt auf meiner Homepage www.hhab-motor.de https://hhab-motor.de/argumente-fuer-die-entscheidung.html mal ein paar Argumente gesammelt, für die Umstellung auf das Wasserstoffantriebskonzept.
Also wenn es sich mit dem Wasserstoff lohnen würde dann bräuchte man nur die bereits bestehende Infrastruktur ausbauen. Die Technik existiert bereits.
Auch fahrzeugseitig existieren bereits fahrfertige Prototypen mit Brennstoffzellen und Wasserstofftanks.
Was den Motor betrifft, jenseits von laienhaft ist eher noch zu höflich.
Ein schwerer Kolben mit mitbewegten Ansaugkrümmer. Der Kolbenweg ist durch nichts gesteuert, der schießt je nach Druckverhältnis in den beiden Zylindern in den Zylinderkopf oder kehrt zu früh um. (In der Hinsicht ist übrigens der DLR-Linearmotor nicht wirklich intelligenter)
Eine "Anschlag-Ventilsteuerung", da waren selbst die frühesten Dampfmaschinen weiter. etc.etc.
Das ist nur ein Motorkonzept wenn man weder von Motoren noch von Mechanik auch nur irgend eine Ahnung hat. Es gibt eine große Zahl von Motorpatenten wo den Anmeldern jedwede Grundlagen fehlen.
Und wenn wir wie gewohnt weiterhin unser Auto nutzen wollen, also auch mal 500 km in den Urlaub fahren wollen, viele Außendienstler ihr Auto so nutzen wollen oder müssen und auch weiterhin die Autobahn so voll sind, weil wir immer mehr im Internet bestellen, wird das nicht mit einem E-Antriebskonzept funktionieren.
Weil die benötigte Energie zum Laden, nicht gespeichert werden kann, also immer zeitnah produziert werden muss und dann auch noch direkt vor Ort, also an der jeweiligen Ladesäule, über einen längeren Zeitraum verbraucht wird.
Alle diese Probleme hat man nicht mit dem Wasserstoffantriebskonzept. Im Gegenteil, man hat hier die Möglichkeit Energie zwischen zu speichern.
Auch muss man den Anteil des grünen Storms erhöhen, also mehr Photovoltaikanlagen bauen und diese endlich von dem Markel, die nutzen ja alle anderen Stromkunden nur aus, befreien. Mehr Off Schore Parks anlegen. Bei der Wasserstofftechnoligie kann man dann den Wasserstoff direkt an der Küste erzeugen und die Windräder mit Volllast betreiben.
Ich bin gerade dabei ein Energiekonzept für die Energieerzeugung von Eigenheimen zusammen zu schreiben mir sind da auch einige interessante Ideen gekommen.
Es wäre vielleicht sinnvoll einmal einen Block ein zu richten, in dem alle Ideen zur Energieeinsparung gesammelt werden. Ich glaube das ganz viele Leute tolle Ideen haben, aber nicht die Möglichkeit haben diese vor zu stellen. Die meisten davon wollen für ihre Ideen kein Geld, so wie auch ich, sondern würden sich freuen, wenn irgendeiner sie verwirklichen würde.
Auch wenn es mancher hier nicht mehr lesen kann .... 😉
Das CNG Netz speicher sogar jetzt schon bis zu 4% H2.
Mit CNG aus BioMethan kann ein Auto (Caddy Maxi) heute auch schon 700km am Stück fahren.
CNG ist unter den gleichen energetisch "unsinnigen" Ketten auch schon synthetisch herstellbar.
Und wenn man die bestehenden Motoren noch besser auf CNG abstimmt (eps hoch, DI), dann geht der Verbrauch nochmal runter.
der "Stevie"
Zitat:
@gla schrieb am 29. Dezember 2017 um 13:20:05 Uhr:
Zitat:
@Horst_Martin schrieb am 28. Dezember 2017 um 20:59:02 Uhr:
Ja, das hat leider etwas länger gedauert. Ich habe jetzt auf meiner Homepage www.hhab-motor.de https://hhab-motor.de/argumente-fuer-die-entscheidung.html mal ein paar Argumente gesammelt, für die Umstellung auf das Wasserstoffantriebskonzept.Also wenn es sich mit dem Wasserstoff lohnen würde dann bräuchte man nur die bereits bestehende Infrastruktur ausbauen. Die Technik existiert bereits.
Auch fahrzeugseitig existieren bereits fahrfertige Prototypen mit Brennstoffzellen und Wasserstofftanks.Was den Motor betrifft, jenseits von laienhaft ist eher noch zu höflich.
Ein schwerer Kolben mit mitbewegten Ansaugkrümmer. Der Kolbenweg ist durch nichts gesteuert, der schießt je nach Druckverhältnis in den beiden Zylindern in den Zylinderkopf oder kehrt zu früh um. (In der Hinsicht ist übrigens der DLR-Linearmotor nicht wirklich intelligenter)
Eine "Anschlag-Ventilsteuerung", da waren selbst die frühesten Dampfmaschinen weiter. etc.etc.
Das ist nur ein Motorkonzept wenn man weder von Motoren noch von Mechanik auch nur irgend eine Ahnung hat. Es gibt eine große Zahl von Motorpatenten wo den Anmeldern jedwede Grundlagen fehlen.
Vielen Dank für deine freundliche Antwort. Es geht hier nicht um mein eingereichtes Motorpatent, habe ich dir glaube ich schon einmal geantwortet. Sondern es geht darum, dass man sich für das richtige Antriebskonzept entscheidet.
So ganz kann ich mir ja jetzt es doch nicht verkneifen, dir etwas zu deiner Kritik zu schreiben.
1. Es ist kein Ansaugkrümmer sondern der Auslaß für den verbrannten Wasserstoff
2. Die Kolbenbewegung ist gesteuert, muss man sich nur mal die Mühe machen das zu verstehen.
3. Die Ventilanschlags-Steuerung ist mittlerweile durch eine Nockenstangen Steuerung ersetzt, bei der das Auslassventil, ähnlich wie einer Nockenwelle, geöffnet wird, ohne Anschlaggeräusche.
Wenn du Interesse hast kannst du mich ja gerne per Email anschreiben, Adresse, siehe Impressum.
Da ist der Denkfehler: Man kann ein E-Auto nicht benutzen wie bisher. Das ist als wolle man in einem BluRay-Player eine VHS-Kassette einlegen. Es geht nicht.
Dieser ganze Threads ist nur davon getrieben an alten Konzepten festzuhalten und nur bloß nichts neues aufkommen zu lassen. Könnte ja unbequem werden.
Zusammengefasst kann man sagen:
Entweder wir schaffen es 20% mehr elektrische Energie zu erzeugen und zu verteilen, oder wir produzieren gleich 60% mehr und karren Tonnen von H2 zu nicht existenten Tankstellen.
Was wird wohl eher funktionieren?
Grüße,
Zeph
Zitat:
@steviewde schrieb am 29. Dezember 2017 um 14:35:08 Uhr:
Mit CNG aus BioMethan kann ein Auto (Caddy Maxi) heute auch schon 700km am Stück fahren.
Genau das ist der Punkt. Erdgas gibts die nächsten 50 Jahre, aber 90-95% aller Fahrten sind deutlich unter 100 km/tag. Damit wird sich mittelfristig der Range-Extender Hybrid durchsetzen. Batteriestrom für die tägliche Gondelei und ein kleiner 30kW Extender für "ab und zu mal Strecke". Egal ob (synthetisches) CNG, LPG oder Bioethanol bzw. sonstige Bio-Kraftstoffe der zweiten Generation wie Biobutanol.
Ein 30kW Extender ist leichter als 100 zusätzliche Kilometer Akku. Die im Zweifel auch nicht wirklich helfen.