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Welche Vorteile hat der Elektroteil im Hyprid wirklich?

Themenstarteram 10. Febuar 2010 um 11:48

Ich bin anfänger bezüglich dem prius, bin aber technisch sehr interessiert und bin auch ein bisschen elektroengineer.

Meine prinzipielle frage lautet: Was bringt der elektroteil im prius wirklich?

Falls diese frage schon mal wo ausführlich behandelt wurde, bitte ich um den entsprechenden thread.

Meine überlegungen:

Der e-antrieb kann ja nur in der stadt was bringen, da dort ja sehr oft gebremst wird und somit recuperiert werden kann.

Da die batterie aber sehr mickrig ist, dürfte sie bei längeren bergabfahrten sehr bald voll sein.

Auf überland wird ja schon viel weniger gebremst, da müßte das zusätzliche gewicht von dem e-teil schon sehr ins gewicht fallen. Auf der autobahn dann denke ich müßte der e-teil wegen dem gewicht ein echter nachteil sein.

Ich könnte mir aus dem og. vorstellen, das der prius ohne dem e-teil unter bestimmten umständen sogar sparsamer sein müßte als mit der e-installation.

Ich werd einfach das gefühl nicht los, das dieses "futzi und mickrige" batteriekapazität von nur 1500 m fahrstrecke nur kosmetik ist.

Bitte um eine möglichst emotionsfreie und sachliche diskussion.

lg

24 Antworten

Zitat:

Original geschrieben von haimburger

aber NICHT alleine mit dem benziner - dh. und das ist das verwunderliche - der benziner hat keine direkte mechanische verbindung zu den antriebsräder. Der benziner kann über einen der beiden elektromotore (welcher dann als generator arbeitet) nur strom erzeugen, welcher im zweiten elektromotor dann als vortrieb genutzt wird.

Nein, da hast du das Konzept des Planetengetriebes mißverstanden. Es ist nicht so, dass der Benziner nur einen Generator antreibt, der dann wiederum nen Elektromotor speisen würde.... Der Benziner hat sehr wohl einen mechanischen Kontakt zu den Rädern, genauso wie jedes andere Getriebekonzept auch. D.H. Die Motorenleistung geht durch das Planetengetriebe direkt auf die Räder. Allerdings, und da kommt nun der Elektromotor ins Spiel, braucht das Konzept des Planetengetriebes eben eine variable Stellgrösse, um den Kraftschluss zwischen den verschiedenen Komponenten im Getriebe zu realisieren. Würde daS mittige Zahnrad nicht gebremst oder angetrieben werden, würde der Benziner (das ist der Ring mit den Planeten) einfach nur leer durchdrehen. Wenn das mittige Zahnrad blockiert wird, kann sich der Benziner an diesem Zahnrad "abstützen" und treibt dadurch das Aussenrad direkt an. Und dann ist ein Planetengetriebe einfach nur ein einstufger Übersetzer mit einem durchgängigen Kraftschluss. wenn du dann das mittige Zahnrad durch einen Elektromotor in Drehrichtung und Drehzahl steuerst, kannst du nun die Gegenkraft bzw das Übersetzungsverhältnis des Getriebes komplett ändern.

Um nun das Sonnenrad (das mittlere Zahnrad) zu bremsen, muss der daran hängende E-Motor als Generator laufen und produziert dabei Energie. Die kannste dann zum nem Teil in die Batterie geben, oder eben mit dem zweiten E-Motor (der am Aussenkranz, und damit direkt an der Antriebsachse, sitzt) wieder in Bewegung umwandeln.

D.h: Um die variable Drehzahlregelung hinzubekommen, muss man Strom generieren, den man dann wieder verbrauchen muss. Daher funktioniert das Gesamtkonzept vom Prius immer nun in Verbindung mit zwei E-Motoren/Generatoren.

 

Zitat:

Original geschrieben von haimburger

...

lg

hamburger

Dein Username ist "hainburger", aber du unterschreibst mit "hamburger". Was von beiden stimmt denn nun?

Themenstarteram 23. März 2010 um 13:27

Danke Willi für deine anschaulicher erklärung.

Ich war bis dato wirklich der meinung, dass der benziner immer nur strom macht, und den antrieb der e-motor bewerkstelligt.

Irgendwie macht das aber keinen sinn - du hast mir das nun bestätigt.

Faktum ist nun aber, dass man die bzw. zumindest einen e-generator immer benötigt, um über den benziner vortrieb zu erhalten.

Der generator wirkt praktisch als übersetzungsgetriebe.

Diese Planetengetriebe ist in der tat ein faszinierendes mechanisches bauteil. Stufenloses getriebe einerseits, kopplung von benziner und den beiden e-antrieben andererseits.

Weiß eigentlich jemand, warum man den prius nicht mit einem noch wirtschaftlicheren diesel koppelt?

Das müßte dann die übersparbüchse sein.

Sorry wegen der schreibfehler, inkl. meinem namen - haimburger wäre es richtig gewesen, aber nachdem hier eh alle mehr oder weniger als nick unterwegs sind (außer mir) wir das hoffentlich endschuldigt.

Zitat:

Original geschrieben von haimburger

Weiß eigentlich jemand, warum man den prius nicht mit einem noch wirtschaftlicheren diesel koppelt?

Das müßte dann die übersparbüchse sein.

Beliebte Frage. Ich zitiere mal aus einem 2,5 Jahre alten Beitrag meiner selbst:

Zitat:

Der spezifische Verbrauch (g/kWh) des Benziners im optimalen Arbeitspunkt ist nur geringfügig höher, als der des Diesels im optimalen Arbeitspunkt. Hingegen in ungünstigen Lastzuständen läuft der Benziner deutlich ineffizienter als sein Diesel-Pendant.

Der Vorteil des Hybrid liegt aber besonders darin, ineffiziente Lastzustände für den Verbrennungsmotor zu vermeiden und seinen Bereich maximaler Effizienz zu nutzen. Das funktioniert beim Ottomotor hervorragend - der kleine Bereich, in dem er hohe Effizinez bietet wird genutzt.

Bei Dieselmotoren ist das Einsparpotential für ungünstige Lastzustände deutlich kleiner, weil die Effizienz dort schon relativ hoch ist.

D.h. die Hybridtechnologie wird bei Kombination mit einem Dieselmotor nicht so große Einsparungen erzielen. Sicher würde ein Dieselhybrid noch weniger verbrauchen, aber möglicherweise steht die Einsparung dann in keinem wirtschaftlichem Verhältnis zu den Kosten gegenüber dem Benzinhybrid.

Der Diesel benötigt aufwändigere Technik bei der Aufladung, Einspritzung, Abgasbehandlung und Geräuschbekämpfung. Zudem ist die Leistungscharakteristik des Dieselmotors (viel Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen) eine ungünstige Voraussetzung für möglichst kleine, leichte Antriebskomponenten. Für den Feinstaub scheint mir auch noch keine wirklich gute Lösung gefunden zu sein.

Ergänzungen, Korrekturen willkommen!

Grüße

eciman

Zitat:

Original geschrieben von haimburger

Weiß eigentlich jemand, warum man den prius nicht mit einem noch wirtschaftlicheren diesel koppelt?

Das müßte dann die übersparbüchse sein.

Hauptproblem dabei ist wohl der Preis.

Diesel sind eh schon teurer als Benziner, Hybride sind ebenfalls teurer als konventionelle Modelle, aber Diesel + Hybrid in einem Fahrzeug ist dann erst recht teuer.

Man sieht es am neuen Touareg Hybrid, der als Benziner drastisch teurer ist (+20.000€) als die Dieselversion. Wenn man da noch den Diesel mit Hybrid koppeln würde, kann sich jeder ausrechnen, dass das preismäßig noch 'ne Stange mehr als die 76.000€ für den Touareg Hybrid Benziner kosten würde.

Zitat:

Original geschrieben von haimburger

warum man den prius nicht mit einem noch wirtschaftlicheren diesel koppelt?

Weil ein Diesel zum einen ein Umweltsünder ist, und zum andern nur durch Steuer-Subventionen in Europa günstig gehalten wird. Lass die Vergünstigungen weg, und kein Mensch würde mehr Diesel fahren.

Hatte mal beiliegendes PDF in einer Zeitung gefunden und für nen Kollegen aufgehoben, der das selbe fragte....

Hallo zusammen,

beim Prius wird der Benziner laufend an- bzw. auch wieder ausgeschaltet - je nach Bedarf.

Ein derartiger Aussetzbetrieb mit einem "Schütteldiesel" dürfte wenig Freude aufkommen lassen, auch wenn es ein "sanfter" CR-Diesel wäre.

Mal ganz abgesehen von dem wesentlich höheren Energiebedarf, welchen jeder neue Anlaßvorgang erfordern würde.

@ willi_wutz

Sehr schöne und anschauliche Funktionsbeschreibung ! :)

mfG schwarzvogel

Die Frage ist auch, wann soll der Diesel denn warm werden?

Schon jetzt muss man 15km fahren, damit ein Diesel warm wird.

Geht der Motor immer an und aus, wird der Motor nie warm, was quasi extrem Kurzstrecke bedeuten würde. Gerade in der heutigen Zeit, wo man einen Rußpartikelfilter am Dieselfahrzeug hat, würde das gegen die Langlebigkeit sprechen bzw. andauernde auf der Autobahn Freibrennerei bedeuten.

Ab 2014 werden Diesel noch teurer und technisch undurchsichtiger dank Euro 6 und AdBlue. Ob sich dann jemals noch lohnt einen Diesel Hybrid zu bauen bezweifel ich stark.

Hallo alle, eine Sache wurde noch nicht angesprochen, nämlich die Tatsache, dass der Motor im Atkinson-Zyklus arbeitet.

Der Atkinson-Zyklus ist eine Variante des Otto-Prozesses, bei der die Einlassventile deutlich später als bei üblichen Steuerzeiten geschlossen werden, sodass insbesondere bei niedrigen Drehzahlen ein Teil der Luft wieder in den Ansaugtrakt zurückgeschoben wird.

Der Atkinson-Zyklus ist eine spezielle Ventilsteuerung, bei der die Einlassventile erst sehr spät schließen und dadurch der Verdichtungstakt nicht am unteren Totpunkt des Kolbens, sondern später beginnt. Bei einem normalen Ottomotor endet der Ansaugtakt, wenn sich der Kolben am unteren Totpunkt befindet. Nach Schließen des Einlassventils beginnt mit der Kolbenbewegung nach oben der Verdichtungstakt.

Beim Atkinson-Zyklus kann, durch die intelligente Steuerung des Öffnungs- und Schließzeitpunktes des Einlassventils durch Verstellung der Nockenwelle der Beginn des Kompressionstaktes optimal an die Betriebsbedingungen des Motors angepasst werden. Durch das noch geöffnete Einlaßventil strömt ein Teil der Zylinderfüllung wieder heraus. Die Verdichtung setzt erst ein, wenn das Einlassventil schließt.

Dieses Verfahren hat mehrere Vorteile.

Erstens kann man den Füllgrad des Zylinders mit dem Zeitpunkt, zu dem das Einlassventil schließt, bestimmen: je später, desto weniger Gemisch verbleibt im Zylinder. Auf diese Weise braucht der Füllgrad, anders als beim Otto Zyklus, nicht ausschließlich nur mit der Drosselklappe bestimmt zu werden. Die Drosselklappe kann also viel weiter geöffnet bleiben und so werden auch die Pumpverluste, die durch den Unterdruck beim Ansaugtakt entstehen, wesentlich reduziert.

Zweitens können, im Gegensatz zum Ottomotor, Kompressions- und Expansionsverhältnis unterschiedliche Werte annehmen. Dies entschärft den bestehenden Zielkonflikt zwischen Kompressions- und Expansionsverhältnis. Während das Kompressionsverhältnis technischen Grenzen unterliegt, wird für eine optimale Verbrennung ein möglichst großes Expansiosnverhältnis angestrebt. Das Expansionsverhältnis beträgt beim Motor des Prius etwas 13:1, während bei der Verdichtung nur ein Verhältnis von etwa 7:1 wirksam wird.

Aus diesen Gründen erfolgt bei diesem Verfahren eine höhere Ausnutzung der Verbrennungsenergie und eine Reduzierung der Schadstoffemission.

Nachteile des Betriebes im Atkinson-Zyklus sind eine vergleichsweise niedrige maximale Motordrehzahl und ein im unteren Drehzahlbereich relativ geringes Drehmoment, was einen Einsatz als ausschließlichen Antrieb in einem Auto nahezu ausschließt. Um diesen Nachteil zu umgehen, müsste man mit sehr großen Hubräumen arbeiten, welche den Verbrauchsvorteil dann aber wieder zunichte machen würden. Der Atkinson-Motor braucht eine relativ hohe Drehzahl, um Leistung abgegeben zu können, ohne in die Gefahr zu laufen, dabei abgewürgt zu werden. Als Teil eines Hybridantriebes können diese Nachteile jedoch vom Elektromotor ausgeglichen werden, sodass der geringere Treibstoffverbrauch voll zum Tragen kommen kann.

Zitat:

Original geschrieben von dieter474

eine Sache wurde noch nicht angesprochen, nämlich die Tatsache, dass der Motor im Atkinson-Zyklus arbeitet.

Das näxte Mal einfach den Link posten, dann brauchst nicht so viel abschreiben ;) :

http://www.priuswiki.de/wiki/Atkinson-Zyklus

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