Erbarmungslose Abrechnung mit den Verbrennungsmotoren

[agentsmith1612]

Das Gegenteil hat Toyota ja wohl bewiesen und millionenfach auf die Straße gebracht!
Insbesondere im der Stadt spart der Hybrid ganz erheblich!

In der Stadt ja, wenn es aber um konstante Fahrweise geht für hunderte Kilometer bei relativ konstanter Geschwindigkeit mit dem Toyota Hyper Synergy Drive dann ist die einzige Technik die den niedrigen Spritverbrauch aus macht, die das das Auto ein effizientes Getriebe hat, gute cw Werte und Stirnfläche und der Motor nach dem einem Prinzip betrieben wird das effizienter ist als eines der normalen Verbrennungsmotren (Atkinson Prinzip).
Würde man in ein normales Auto selben Motor einbauen und ein Schaltgetriebe käm man auf ähnliche Werte, würde ich behaupten.
Die Einsparung auf Autobahn hat beim Hyper Synergy Drive wenig mit der Elektrifizierung des Antriebes zu tun.

[cc879]

Da gebe ich Dir völlig recht!
Wenn Du nun 95% Deiner Kilometer auf der Autobahn bei konstant 130 verbringst, ist der Toyota HSD keine glückliche Wahl.
Es gibt auch sicher Menschen, auf die dieses Profil passt. Aber bei den Meisten sieht es doch wahrscheinlich eher anders aus und auch auf kurvigen Überlandstrecken spielt er seine Vorteile so Richtung schön aus.

[agentsmith1612]

Da gebe ich Dir völlig recht!
Wenn Du nun 95% Deiner Kilometer auf der Autobahn bei konstant 130 verbringst, ist der Toyota HSD keine glückliche Wahl.
Es gibt auch sicher Menschen, auf die dieses Profil passt. Aber bei den Meisten sieht es doch wahrscheinlich eher anders aus und auch auf kurvigen Überlandstrecken spielt er seine Vorteile so Richtung schön aus.

Danke, nur lese ich halt oft, dass viele Leute schreiben HSD von Toyota würde auf Langstrecke weniger verbrauchen als beispielsweise der Ampera als Plug-in Hybrid. Das stimmt auch, nur liegt die Begründung eben nicht im HSD sondern im ICE selber.

[herbhaem]

Hallo!

...dann ist die einzige Technik die den niedrigen Spritverbrauch aus macht, dass das das Auto ein effizientes Getriebe hat, gute cw Werte und Stirnfläche und der Motor nach dem einem Prinzip betrieben wird das effizienter ist als eines der normalen Verbrennungsmotren (Atkinson Prinzip).
Würde man in ein normales Auto selben Motor einbauen und ein Schaltgetriebe käm man auf ähnliche Werte, würde ich behaupten.

Noch ein wichtiger Aspekt:
Das elektrische CVT-Getriebe bewirkt, daß der Verbrenner immer nur so hoch drehen muß, um die momentan geforderte Leistung zu erbringen. Und dabei arbeitet er mit etwas mehr als 80% Prozent des Drehmoments, das er bei der jeweiligen Drehzahl abgeben kann. Vorteil: Kaum Drosselverluste wegen fast voll geöffneter Drosselklappe.
Mit einem Handschalter kann man das nicht erreichen, eher mit einem mechanischen CVT-Getriebe wie beim alten DAF, oder moderneren CVT-Getrieben.
Die (AGCO)Fendt-Traktoren gibt es ja auch mit einem hydraulischen CVT, das fast identisch wie der Toyota HSD aufgebaut ist.


(Im Firefox Rechtsklick/Graphik anzeigen wählen um die ganze Graphik zu sehen)

[agentsmith1612]

Noch ein wichtiger Aspekt:
Das elektrische CVT-Getriebe bewirkt, daß der Verbrenner immer nur so hoch drehen muß, um die momentan geforderte Leistung zu erbringen. Und dabei arbeitet er mit etwas mehr als 80% Prozent des Drehmoments, das er bei der jeweiligen Drehzahl abgeben kann. Vorteil: Kaum Drosselverluste wegen fast voll geöffneter Drosselklappe.
Mit einem Handschalter kann man das nicht erreichen, eher mit einem mechanischen CVT-Getriebe wie beim alten DAF, oder moderneren CVT-Getrieben.
Die (AGCO)Fendt-Traktoren gibt es ja auch mit einem hydraulischen CVT, das fast identisch wie der Toyota HSD aufgebaut ist.

Mir war bewusst das das elektrische CVT Getriebe beim HSD etwas besonderes hat auch in Sachen Wirkungsgrad. Da ich in meinem Beispiel von konstanter Fahrweise bei Autobahntempo ausging, kommt der Wirkungsgrad des HSD Getriebes schon in die Regioin eines Handschalters (der ja in dem Szenario nur eine feste Übersetzung nutzt). Das kann man auch in der sehr schönen Grafik von dir sehen wo die beide Linien schneiden.
Eigentlich ist es falsch von mir von "Wirkungsgrad des Getriebes" zu sprechen denn eigentlich dient beim HSD das Getriebe nicht nur dazu Drehzahl und Drehmoment anzupassen sondern auch dazu den Motor immer im besten Betriebszustand zu halten. Das kann ein Handschalter oder eine feste Übesetzung nicht.

Ich denke wir meinen beide das selbe.

[cc879]

Ich sage da immer elektrisches Verspannungsetriebe. Beim HSD muss der eine E-Motor halt bremsen, damit der Benziner über das Planetengetriebe Kraft an die Räder weiterleiten kann. Diese Energie fließt dann an den zweiten E-Motor und genau diese Wandlung ist verlustreicher als ein Getriebe mit fester Übersetzung.
Von daher ist unter bestimmten Umständen halt ein normaler Benziner effizienter - was die Konstantfahrt betrifft. Die Realität ist halt nur eben meistens nicht Konstantfahrt.
Wenn man beim Handschalter mal drauf achtet, zu welchem Zeitanteil der Motor eigentlich nutzlos läuft...das ist gerade in der Stadt nicht unerheblich. Aber auch Überland wird er häufiger mal eigentlich gar nicht gebraucht. Im Schubbetrieb verbraucht er zwar auch nichts, bremst dann aber und die Energie ist verloren.

Drosselklappenverluste vermeidet BMW aber zB auch durch einen variablen Ventilhub. Ist natürlich wieder alles Technik, auf die man eigentlich auch verzichten könnte - der Motor wird dadurch ja nicht billiger und auch nicht robuster (was nicht dran ist, kann nicht kaputt gehen).

[AmpiD(r)iver]

Is' jetzt etwas "Off-Topic" aber stimmt es dass der Zoe 4 Gänge hat???

[agentsmith1612]

Is' jetzt etwas "Off-Topic" aber stimmt es dass der Zoe 4 Gänge hat???

Im Sinne von vier mechanisch unterschiedlichen Übersetzungen nein.

[cc879]

Zoe hat einen variabel fremderregten Synchronmotor von Continental mit fester mechanischer Übersetzung. Das ist quasi ein elektrisches Getriebe, weil man so im unteren Drehzahlbereich hohe Drehmomente mit wenig Strom bekommt und im oberen Bereich dennoch keine so hohe Spannung braucht (geringere Erregung führt zu geringerer Induktionsspannung).

Mechanisch geschaltet wird da nichts.

[RobbertPatrison]

Das elektrische CVT-Getriebe bewirkt, daß der Verbrenner immer nur so hoch drehen muß, um die momentan geforderte Leistung zu erbringen. Und dabei arbeitet er mit etwas mehr als 80% Prozent des Drehmoments, das er bei der jeweiligen Drehzahl abgeben kann. Vorteil: Kaum Drosselverluste wegen fast voll geöffneter Drosselklappe.

Diese Grafik brings uns genau zurueck nach dass Originalthema dieser thread: "Erbarmungslose Abrechnung mit den Verbrennungsmotoren". Der E-motor had ein viel groessere 'efficiency sweet spot' als der Verbrennungsmotor. Hier habe ich die beiden nebeneinander gesetzt bei gleicher Drechmomentwert ('torque', vertikal) und drehzahl (RPM, horizontal). Links its der 100ps Verbrenner, rechts ein 72ps Prius E-motor. In beiden Fealle ist rot das meist effizient:



Der beste verbrauch dieser Verbrenner ist bei ~2000 RPM und ein ziemlich hohe Belastung. Leider entscpricht das kaum Normalbenutzung. Die schwartze Punkten sind Momentaufnahmen wahrend der standard Testzyklus (die Normalverkehr simuliert). Es its klar dass der Verbrenner meist weit im schlechten Effizenzbereich arbeiten muss. Oft ist der Verbrauch sogar doppelt so hoch als optimal. Der E-motor ist dramatisch besser: nur 15% weniger effizient im schlechtesten Fall.

Die technologie im Voltec ist 'total geil': Eine tolle Weiterentwicklung der Hybrid Synergy Drive. Hier its die 'Operating Curve' unserer Ampera/Volt im CS-betrieb, wo der Verbrenner (ICE, links) an der E-motor (MGA, rechts) geschaltet ist als Generator. Die Steurerung versucht die beiden immer im besten Effizienzebereich zu benuetzen:

Beispiel: bei der Punkt verbraucht der Verbrenner 240 g/kWh (meist efficient), und damit generiert MGA Strom mit 92% effizienz. Der Strom von MGA wird and MGB weitergeleitet. Dynamische Stromueber- und unterschuesse werden an der Accu geleitet. Die extra Umsetzung mechanisch->elektrisch->mechanisch kostet natuerlich einiges and Effizienz, aber das wird weitgehend kompensiert weil der Verbrenner und E-Motor im Optimalbereich funtionieren koennen.

Hier ist die Energiewandel des Voltecs in CS, mode 3 (serien-hybrid Betrieb):


Bei Autobahngeschwindigheiten und gleichmaessige Belastung schaltet user Ampera af Power-Splitbetrieb um, wobei der ICE direkt an die Raeder geschaltet wird. Dass ist aehnlich wie der Prius immer funktionieren muess (weil er keine Kuplungen hat). Jets ist er Parallel-hybrid:

Die Effizienz verbessert weil die umsetzung nacht elektrische Energie weniger benuetzt wird.