Voll-Hybrid oder Verbrenner, welche Vor- und Nachteile?
Mich würde interessieren wo eigentlich noch die Vorteile eines Voll-Hybriden bestehen, da diese Generation auch nicht weniger verbraucht als die sparsamen Verbrenner. Vor allem die Japaner als Vorreiter der Voll-Hybriden stehen ja weiterhin sehr auf diese Technik.
Ich sehe da im Vergleich keine Vorteile. Eher sogar Nachteile wenn mal was an dem Antrieb mit Verbrenner/Elektro etwas nicht stimmen sollte.
Würde mich mal interessieren wie andere darüber denken.
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Mit den Ladesäulen hast Du etwas angesprochen.Da es OT ist ganz kurz.Ich arbeite am Frankfurter Flughafen für eine externe Firma (großer Energieversorger).Seit 3 Jahren fragt unseren Fuhrparkleiter bei der Fraport (Flughafenbetreiber) an um die Genehmigung für eine Ladesäule zu bekommen.Hintergrund ist einen Caddy Diesel (Euro4) gegen einen Nissan NV200 Elektro zu tauschen.Seit 3 Jahren passiert nichts.Noch Fragen ?
Zitat:
@MacV8 schrieb am 31. Januar 2023 um 07:29:33 Uhr:
.
Wenn ich das so lese - dann kann man eigentlich auch gleich beim BEV bleiben und eben alle 200-300 km kurz nachladen.
...und hat dann halt keinen Verbrenner mit seinen Nachteilen und ein äußerst simples Getriebe.
Da ich zu 95% nur Kurzstrecke fahre, wo ein Verbrenner nicht mal richtig warm wird (was auch Dauer m.E. nicht so toll ist) und ich zuhause "tanken" kann, habe ich diese Lösung gewählt.
Zitat:
@navec schrieb am 31. Januar 2023 um 08:35:57 Uhr:
Da ich zu 95% nur Kurzstrecke fahre, wo ein Verbrenner nicht mal richtig warm wird (was auch Dauer m.E. nicht so toll ist) und ich zuhause "tanken" kann, habe ich diese Lösung gewählt.
Unter den Umständen wäre auch für mich ein E-Auto die beste Wahl und es trifft auch genau das Fahrprofil meiner Frau. Aber leider besteht sie auf ein Cabrio und da habe ich bisher nichts passendes gesehen. Dabei wäre das gerade für Cabrios der perfekte Antrieb.
Ich glaub' man muss erst mal verstehen, was der Zweck des Vollhybrids ist. Es ist nicht das elektrische Fahren, oder die maximale Rekuperation, wenn's mal bergab geht. Zweck des Vollhybrids ist, den Verbrenner so effizient wie nur irgendwie möglich zu nutzen. Dh hohe Last, niedrige Drehzahl, oder aus. Dafür braucht man keinen riesigen Akku, da reichen 1-2kWh locker aus.
Ich hab' fast immer parallel den Hybrid Assistant mitlaufen. Da sieht man so ziemlich alles, was das Hybridsystem so macht. Dabei fällt mal auf, dass die über den elektrischen Pfad geschickte Leistung beim gleichmäßigen Dahinfahren sehr klein ist (<4kW), die überwiegende Leistung geht direkt vom Verbrenner zu den Rädern.
Die Drosselklappe ist (wenn der Verbrenner läuft) mindestens zu 70% offen, typischerweise aber >90%, das regelt das CVT in einem sehr weiten Bereich. So arbeitet der Verbrenner die meiste Zeit mit höchster Effizienz (<250g/kWh, >34%). Wird Leistung nicht vollständig zur Fortbewegung gebraucht, wird der Überschuss im Akku zwischengespeichert. Ist der Akku voll --> Motor aus, es wird elektrisch gefahren. Die Strategie ist gescheiter, als den Verbrenner mit niedriger Last und 350g/kWh fahren zu lassen.
Das ist der primäre Zweck eines HEV. Und genau dieser hochdynamische Einsatz des Verbrenners (wird auch nur für 2sec gestartet und wieder abgestellt, wenn's notwendig ist) macht über das HSD Sinn. Klar kann das auch ein paralleler Hybrid, der scheuert sich aber die Kupplungen dabei kaputt.
Grüße,
Zeph
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Für mich wäre ein Plugin-Hybrid eigentlich die beste Lösung.
Die E-Reichweite wäre bei mir i.d.R. (zu 95%...) völlig ausreichend und laden kann ich zuhause.
Wenn man mal Reichweite braucht, käme dann der Verbrenner zum Einsatz.
Eigentlich ideal...
Für eine derartige Betriebsweise ist der Verbrenner m.E. nur nicht besonders gut geeignet. Man hält ihn quasi die ganze Zeit vor und das Teil muss daher auch extra gewartet werden.
Nicht umsonst werden dazu häufiger Motoren verwendet, die auf zusätzlich verschleißende Technik, wie einen Turbolader, verzichten. Die Verbrenner müssen zudem alle Umweltauflagen erfüllen (die sich ständig verschärfen), was sie allein deswegen kompliziert macht. (Ich denke da vor allem an Systeme mit Dieselmotoren....)
Dazu kommt bei diesen Ausführungen eben häufig ein kompliziertes Automatikgetriebe, welches i.d.R. zudem gewartet werden muss.
Das sinnvolle Zusammenspiel all dieser Komponenten ist m.E. recht anspruchsvoll und wenn ich sehe, bei welchen Aufgaben manche Fz-Hersteller (ich will VW da gar nicht besonders nennen...😉) selbst bei deutlich weniger komplexen System, wie einem BEV mit nur einem E-Motor, in Schwierigkeiten sind, möchte ich mir, zumindest von diesen Herstellern, keinen PHEV antun.
Während der Garantie mag das nur "ärgerlich" sein, außerhalb der Garantie wäre das eventuell Horror....
@zephyroth , die E-Maschine macht den Drehzahlausgleich, die Kupplungen schalten beim Parallel-Hybrid in den meisten Situationen lastfrei (nicht in allen, ich weiß).
Das läuft dann beim Verbrennerstart z.B. so ab, in wenigen Millisekunden:
- E-Maschine trennt das Getriebe
- E-Maschine wird auf null gebremst und an den Motor gekuppelt
- E-Maschine startet den Verbrenner und bringt ihn genau auf Getriebedrehzahl
- Kupplung zwischen E-Maschine und Getriebe wird geschlossen
Dabei hast du minimalen Schlupf an sehr robusten nassen Lamellenkupplungen. Da muss man schon sehr paranoid sein, um sich Sorgen zu machen.
Lastpunktverschiebung kann der Parallelhybrid auch, über das Stufengetriebe und generatorische Lasten des E-Motors, also sehr ähnlich wie beim seriellen, aber natürlich nicht ganz so stufenlos.
Ich kenne Studien, die bei BEVs eine Reichweitenerhöhung von 20-30 % nur durch die Rekuperation aufzeigen. Das ist also der zweite große Baustein für eine gute Effizienz. Den heben die HEVs aufgrund der kleinen Akkus in der Regel nicht vollständig und selbst PHEVs nur zum Teil (Batteriegröße, aber vor allen Dingen Stromaufnahmefähigkeit der Batterien).
Rekuperation sollte man möglichst vermeiden (langsam und vorausschauend fahren), dass wäre noch effizienter, denn der Gesamtwirkungsgrad der Rekuperation ist bescheiden.
Lediglich wenn man z.b. bergauf gefahren ist und wieder herunter fährt und um die Geschwindigkeit einhalten zu können, dauernd bremsen müsste, ist Rekuperation uneingeschränkt sinnvoll.
Zitat:
@navec schrieb am 31. Januar 2023 um 09:39:52 Uhr:
Rekuperation sollte man möglichst vermeiden (langsam und vorausschauend fahren), dass wäre noch effizienter, denn der Gesamtwirkungsgrad der Rekuperation ist bescheiden.
Lediglich wenn man z.b. bergauf gefahren ist und wieder herunter fährt und um die Geschwindigkeit einhalten zu können, dauernd bremsen müsste, ist Rekuperation uneingeschränkt sinnvoll.
Deine Aussage impliziert, der Hybrid würde nur beim Bremsen rekuperieren? Sollte es so gemeint sein - das ist falsch. Rekuperiert wird auch bei dem von Dir empfohlenen vorausschauenden Fahren wenn man Gas weg nimmt. Aber irgendwann muss man eben auch mal stärker verzögern, rein durch vorausschauend dahin rollen hält man ja an einer Ampel nicht an. Und dann kann man noch etwas spielen, kann den Bremsvorgang mit stärkerer Rekuperation beginnen.
Also ich würde sagen - man soll nicht zackiger fahren um die Rekuperationsrate zu erhöhen, weil das in der tat keinen Sinn macht. Aber Rekuperation vermeiden ist wohl schlicht falsch.
Rekuperieren ist Abbremsen......
Wenn beim bloßen Gaswegnehmen rekuperiert wird, wird das Fz erheblich stärker abgebremst, als z.b. beim Segeln.
Das Auto schafft dann erheblich weniger Strecke und darauf stellt sich der Fahrer ein.
Um diese Art des Bremsens steuern zu können, kann man manchmal die Rekuperationsstufe verändern.
Deswegen kann man das Rekuperieren meines Wissen bei eineigen BEV komplett abstellen und statt dessen "Segeln".
Grund ist der schlechte Wirkungsgrad beim Rekuperieren.
Wobei das ja alles unterschiedliche Dinge sind - langsames vorausschauendes Fahren ist nicht automatisch gleich segeln, und rollen lassen ohne Rekuperation ist auf ebener Strecke auch mit Tempoverlust verbunden. Alles in allem muss ich allerdings aufgrund der Gegebenheiten in meinem Alltag im Straßenverkehr wesentlich mehr auch über die max Rekuperationsstufe hinaus bremsen, als dass ich die Möglichkeit zum Segeln habe. Und wenn ich denn schon immer wieder bremsen muss, spricht doch nichts gegen eine wenigstens teilweise Verwendung der vernichteten Energie
Zitat:
@MacV8 schrieb am 31. Januar 2023 um 09:14:49 Uhr:
@zephyroth , die E-Maschine macht den Drehzahlausgleich, die Kupplungen schalten beim Parallel-Hybrid in den meisten Situationen lastfrei (nicht in allen, ich weiß).
Das läuft dann beim Verbrennerstart z.B. so ab, in wenigen Millisekunden:
- E-Maschine trennt das Getriebe
- E-Maschine wird auf null gebremst und an den Motor gekuppelt
- E-Maschine startet den Verbrenner und bringt ihn genau auf Getriebedrehzahl
- Kupplung zwischen E-Maschine und Getriebe wird geschlossen
Dabei hast du minimalen Schlupf an sehr robusten nassen Lamellenkupplungen. Da muss man schon sehr paranoid sein, um sich Sorgen zu machen.
Lastpunktverschiebung kann der Parallelhybrid auch, über das Stufengetriebe und generatorische Lasten des E-Motors, also sehr ähnlich wie beim seriellen, aber natürlich nicht ganz so stufenlos.Ich kenne Studien, die bei BEVs eine Reichweitenerhöhung von 20-30 % nur durch die Rekuperation aufzeigen. Das ist also der zweite große Baustein für eine gute Effizienz. Den heben die HEVs aufgrund der kleinen Akkus in der Regel nicht vollständig und selbst PHEVs nur zum Teil (Batteriegröße, aber vor allen Dingen Stromaufnahmefähigkeit der Batterien).
Ja, so hab' ich mir das gedacht. Führt aber zwangsläufig zu einer Zugkraftunterbrechung, wenn der Verbrenner gestartet werden muss (bei Hyundai/Kia übernimmt das Starten ein kräftiger Startergenerator), sprich die Kiste ruckt. Beim HSD oder i-MMD gibt's keine Zugkraftunterbrechung, systembedingt. Ein paar Millisekunden für den ganzen Startvorgang ist ebenfalls optimistisch, es sind eher mehrere hundert Millisekunden, also im Bereich von 100-300ms. Ist jetzt nicht weiter schlimm, aber eben vorhanden.
Sicher, die Kupplungen werden schon halten, aber wie du schon meintest: "Die einfachste Lösung ist die beste!" Nun, was nicht vorhanden ist, kann nicht kaputt werden.
Übrigens, Toyota hat einen parallelen Hybrid in einem Truck verbaut (in den USA). Laut Reviews ist dieser aber nicht sonderlich sparsamer, als die Verbrenner-Version. Das ganze wurde eher für mehr Zugkraft gemacht, als zum sparen.
Grüße,
Zeph
Zitat:
@MacV8 schrieb am 31. Januar 2023 um 09:14:49 Uhr:
Ich kenne Studien, die bei BEVs eine Reichweitenerhöhung von 20-30 % nur durch die Rekuperation aufzeigen.
Die Studien interessieren mich. Ausser im reinen Stadtverkehr kann ich mir das kaum vorstellen. Und selbst dort nicht zumindet im Vergleich zu einigermassen vorausschauendem Fahren.
1x von 50km/h auf 0 km/h "rekuperieren" ist selbst bei 2000kg Fzg Gewicht nur 0,05 kWh bei 100% Regenerationseffizienz. 50m Höhendifferenz rekuperieren sind 0,26kWh.
Das sind Werte, die die aktuellen mild-hybrid Systeme sinnvoll machen - bei BMW ist es z.B. 0.528kWh Kapazität - aber keinen PHEV mit 11 - 20kWh. Schliesslich rekuperiert man ja nicht "am Stück" sondern die Energie wird immer wieder genutzt. Damit ist eine Ersparnis von 10% schon machbar. Aber an die Werte der Lastpunktverschiebung eines echten HEV kommt man nicht. Ein weiterer Aspekt des HEV ist ja der effizientere Atkinson-Zyklus, der erst durch die Elektromotorunterstützung fahrbar wird.
Zitat:
@Amen schrieb am 31. Januar 2023 um 10:35:58 Uhr:
1x von 50km/h auf 0 km/h "rekuperieren" ist selbst bei 2000kg Fzg Gewicht nur 0,05 kWh bei 100% Regenerationseffizienz. 50m Höhendifferenz rekuperieren sind 0,26kWh.
Das ist der Punkt. Da geht's um keine großen Energien, wohl aber um große Spitzenleistungen. Bremst man die 50Wh in 3sek runter, dann sind das schon 60kW. Diese wird von einem großen Akku eben leichter verdaut, als von einem kleinen. Wobei die bei Toyota mit 27kW Reku-Leistung eh schon gut mitspielen. Wie gesagt, ich messe die ganze Zeit mit, man kann zumindest im Stadtverkehr ohne Probleme rekuperativ bremsen, ohne die Verlustbremse zu nutzen.
Grüße,
Zeph
Die Unterlagen sind leider nicht öffentlich. Es ging aber um BEVs und entsprechende hohe Stromaufnahmefähigkeiten und große Batterien.
Profil war an WLTP angelehnt.
Klar ausrollen und segeln ist immer effizienter, aber das geht nun einmal nicht immer im Straßenverkehr und dann ist es sinnvoll so viel Energie wie möglich wieder einzusammeln.
So schlecht ist der Wirkungsgrad beim rekuperieren dann auch nicht und die Energie gibt es ja quasi gratis.
@Amen , passt doch mit den Werten.
Ein effizientes BEV verbraucht ca. 14 kWh/100 km. Eine Bremsung von 100 auf 50 km/h erzeugt 0,15 kWh. Das kann man sich doch gut vorstellen, dass über Reku auf 100 km 4-5 kW/h wieder eingefahren werden. Das sind ja einige Bremsungen.
Der „Trick“ beim BEV ist natürlich, dass man aufgrund hoher Leistung und Stromaufnahmefähigkeit die Betriebsbremse fast komplett vermeiden kann und jegliche Bremsenergie nutzt. Das schafft ein HEV/PHEV natürlich nicht, bzw. nicht immer.
Man erkennt aber auch, dass hier Fahrzeuge mit größerer Batterie im Vorteil sind und die HEVs den Vorteil nur sehr gering nutzen können. Limitierend ist dabei auch meistens nicht die Motorleistung sondern die Batterie mit ihrer Stromaufnehmefähigkeit und Kapazität, insbesondere wenn man die auch noch auf 40-60 % halten will und nur sehr geringe Kapa als Hub nutzt.
Du nutzt nicht "jegliche Bremsenergie", da Li-Akkus je nach Stromstärke zu Kapazität und Innenwiderständen etwa 90-95% schaffen. Und das kann bei einem sehr kleinen und eher "unterstützend" ausgelegten Akku eines Pseudohybriden trotz E-Kennzeichen drastisch kleiner sein.
Was bei der Rekuperation übrigens auch nicht vernachlässigt werden darf - dichter Verkehr mit vielen Tempowechseln wie morgens auf der AB. Beim Verbrenner jonglierst du da ständig und meist unbewusst mit dem Gas, was dich halt Wirkungsgrad kostet. Ein Hybrid kann da durchaus sanft rekuperieren. Ich merks halt bei meinem Zettie deutlich, der will im dichten Verkehr auf der AB ganz schnell nen Liter mehr als beim Tempomat und gleichem Durchschnitt.
Ideal wäre ein 10 kWh Akku, der mit 100kW Peak belastet werden kann. Nur gibts den IMHO noch nicht.