VOLTEC-Antrieb,Geschwindigkeit und Beschleunigung

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VOLTEC-Antrieb,Geschwindigkeit und Beschleunigung

Beitrag von DR.ACDC » 5. Feb 2012 18:24

Hallo Leute,
habe mal versucht die wichtigen Daten zur Geschwindigkeits- und Beschleunigungsberechnung zusammenzustellen. Wer falsche Einträge findet , sollte das mitteilen. Ich würde mich bereit erklären, die Berechnungen demnächst hier zu veröffentlichen. Wer Lust hat kann schon mal loslegen !
Im Moment fehlt mir noch der Momentenverlauf des RE ECOTEC 1.4.

MFG

PS: @Tachy, mach doch bitte eine neue Gruppe unter "Motoren & Fahrwerk ..." auf, damit das interessante Antriebskonzept auch gewürdigt wird.
Vergiss nicht, den Betrag von Rikarda zur Geschwindigkeitsberechnung mit hierhin zu verschieben. Es wäre schade, wenn solche Beiträge im täglichen "Geschäft" untergehen.
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Re: VOLTEC-Antrieb,Geschwindigkeit und Beschleunigung

Beitrag von EcoDrive » 6. Feb 2012 00:34

Hallo Dr.ACDC

M2, die Leistung, des Generators wenn er als Motor eingesetzt wird zum Antieb des Planetengetriebes.
Das wäre interessant zu wissen. Ich hab da keine Ahnung.

Der Ecotec hat laut Handbuch 63KW bei 4800 U/Min. und 126Nm bei 4250 U/Min.

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Grüsse
EcoDrive
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Re: VOLTEC-Antrieb,Geschwindigkeit und Beschleunigung

Beitrag von DR.ACDC » 19. Feb 2012 12:12

Die Untersuchung des VOLTEC-Antriebs hat einige interessante Erkenntnisse gebracht.
Die ersten Ergebnisse sind im Antriebsplan zu sehen.
Ich bitte um Diskussion, kann ja sein, dass ich falsch liege.
Die Diagramme der einzelnen Fahrmodi folgen in Kürze.

Die Berechnungen erfolgten mit folgendem System:

0=(M_A) - (M_Roll) - (M_Luft) -(M_ST) - (M_BE)
mit (M_A) = (M_1) * (i_1) * (i_A) - (M_v)
(M_Roll) = (c_R) * m * g * d/2
(M_Luft) = (A * (c_W) * ρ * d * (v_Fahr)^2)/4
(M_ST) = m * g* sin(α) * d/2
(M_BE) = m * a * d/2

c_W=0,29 Luftwiderstandsbeiwert
A=2,07 m^3 Stirnfläche
ρ=1,29 kg/m^3 Luftdichte (0°C)
g=9,81m/s^2 Erdbeschleunigung
c_R=0,015 Rollwiderstandskoeffizient
m=1732 kg Fahrzeugmasse
m_max=2000 kg zulässiges Gesamtgewicht
v_Fahr Fahrgeschwindigkeit
M_A Abtriebsmoment am Rad
M_v Verlustmoment (Getriebe,Antrieb)
M_Luft Luftwiderstandsmoment
M_Roll Rollwiderstandsmoment
M_St Steigungsmoment
M_BE Beschleunigungsmoment
a Beschleunigung
α Steigungswinkel
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Re: VOLTEC-Antrieb,Geschwindigkeit und Beschleunigung

Beitrag von DR.ACDC » 19. Feb 2012 20:52

Fahrmodus 1:
- C 1 ist geschlossen, d.h. das Hohlrad wird festgehalten.
- RE läuft nicht, C 2 und C 3 offen. Motor/Generator 2 wird nicht benutzt.
- Motor 1 treibt über das Planetengetreibe und Differential die Räder mit i = 7 an.
- Motor 1 wird im Drehzahlbereich unter 250 /min mit M_min = 260 Nm angenommen
Das Moment im Bereich über 2800 /min ergibt sich aus der Leistungsabgabe von 111 kW.
- Der Fahrmodus 1 wird bis 100 km/h angenommen (Aussage Ampera-Blog). Für mich ergibt sich hier auch ein günstiger Drehzahlbereich.
- Das Widerstandsmoment des Planetengetriebes wird mit 2% , der Antrieb mit 14 % in der Rechnung berücksichtigt.
- Ohne Begrenzung der Motorleistung ergeben sich die von Opel angegebenen Werte:
0…50 km/h in 4,3 s
0…100 km/h in 9,0 s
- Spätestens beim Wechsel zum Fahrmodus 2 muss das Moment auf diesen Wert begrenzt werden, da der zweite Motor (Generator) im Summier-Betrieb das entsprechende Gegenmoment besitzen sollte.
- Bei einer angenommenen beschleunigungsabhängigen Momenten-Reglung wären bei einer Steigung von 14,5% folgende Ergebnisse möglich:
0…50 km/h in 4,3 s
0…100 km/h in 9,0 s
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Beschleunigung bei 100% Moment ,ohne Steigung
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Re: VOLTEC-Antrieb,Geschwindigkeit und Beschleunigung

Beitrag von DR.ACDC » 19. Feb 2012 21:01

Drehzahl- und Momentenverlauf
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Drehzahl Motor 1
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wirksames Moment bei Begrenzung auf 55%
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Moment bei Belastung durch 14,5% Steigung
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Re: VOLTEC-Antrieb,Geschwindigkeit und Beschleunigung

Beitrag von DR.ACDC » 21. Feb 2012 21:47

Fahrmodus 2:
-Bei einer Fahrgeschwindigkeit von ca. 100 km/h wird zur Begrenzung der Drehzahl des Motors M 1 das Planetengetriebe mit einem weiteren Motor M 2 angetrieben.
Um den optimalen Arbeitsbereich zu nutzen, wurden die 100 km/h im Gegensatz zu den beim Volt angegebenen 113Km/h verwendet.
-C 1 ist offen, d.h. das Hohlrad wird freigegeben.
-C2 verbindet Motor M 2 (auch in den Modi 3 und 4 als Generator betrieben) mit dem Hohlrad und sorgt bezüglich i_2 für eine Drehzahlerhöhung von n_A.
-C 3 ist offen, der RE wird nicht benutzt.
-Aufgrund der Getriebeverhältnisse ergibt sich eine optimale Drehzahl n_2 bei ca. 1400/min.
-Das Drehmoment, das vom Motor 2 aufgebracht werden muss, ergibt sich durch i_2, i_1 und das Drehmoment von Motor 1. Die Wahl für M_2 fiel auf 375 Nm, da der RE das Gleiche im Fahrmodus 4 bereitstellen könnte.
-Die Begrenzung der Motorleistung auf 55% ergibt die von Opel angegebenen Werte:
0…50 km/h in 4,3 s Fahrmodus 1
0…100 km/h in 9,0 s Fahrmodus 1
100…161 km/h in 6,5 s Fahrmodus 2 (d.h. 0….161 km/h in 16,5 s)
-Bei einer beschleunigungsabhängigen Momenten-Reglung währen diese Zeiten bis zu einer Steigung von 13,5% ebenfalls erreichbar d.h.:
0…161 km/h in 16,5 s Steigung=13,5%
Motor_1=370 Nm (im Modus 2 herunter geregelt)
Motor_2=375 Nm
-Es besteht auch die Möglichkeit, Motor 1 mit vollem Moment zu nutzen. Voraussetzung dafür ist aber ein Drehmoment von 750 Nm, das von Motor 2 im Fahrmodus 2 aufgebracht werden muss. (Der RE könnte aber dieses Drehmoment bei der erforderlichen Drehzahl nicht liefern.)
0…161 km/h in 7,9 s Motor_1=370 Nm
Motor_2=750 Nm bei 1400/min
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Fahrmodus II , Steigung 0%, M_1 auf 55% begr.
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2v_St13,5_M_ang.jpg
Fahrmodus II , Steigung 13,5% ,M_1 angepasst
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2v_St0_M_ang.jpg
Fahrmodus II , Steigung 0% , M_1 max , Sportmodus
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Zuletzt geändert von DR.ACDC am 1. Mai 2012 17:54, insgesamt 1-mal geändert.

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Re: VOLTEC-Antrieb,Geschwindigkeit und Beschleunigung

Beitrag von DR.ACDC » 21. Feb 2012 22:01

Zur Bestätigung dieser Berechnungen benötige ich natürlich ein paar Zeitaufnahmen. Aber noch hat fast Keiner die Möglichkeit. Also warten ...
Noch besser wäre es, den CAN-Bus zu scannen. Aber das wird hoffentlich noch von einigen in diesem Jahr erfolgen.
Ich mache erst mal Urlaub...
Weitere Berechnungen folgen , wenn es meine Zeit erlaubt.
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Fahrmodus II ; Steigung 0% , Motor 2= 750Nm
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Fahrmodus II , Drehzahlen n_1 , n_2 , n_A
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Re: VOLTEC-Antrieb,Geschwindigkeit und Beschleunigung

Beitrag von Martin » 22. Feb 2012 08:47

Das wird eine Interessante Aufgabe, die berechneten theoretischen Werte durch Praxis-'tests' zu prüfen. :)
Bild Nicht mal fliegen ist schöner.

Pat
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Re: VOLTEC-Antrieb,Geschwindigkeit und Beschleunigung

Beitrag von Pat » 24. Feb 2012 18:48

Hallo DR.ACDC

Hier noch ein interessanter Bericht wie die Kupplungen bei einer Beschleunigung auf 100mph arbeiten. Möglicherweise geben die Schemas und Messwerte noch Hinweise für Dein Modell.

http://gm-volt.com/2012/02/24/watching- ... ange-mode/

Gruss
Pat
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Re: VOLTEC-Antrieb,Geschwindigkeit und Beschleunigung

Beitrag von DR.ACDC » 1. Mai 2012 17:58

Hallo Leute,
hier mal ein Update für das VOLTEC-Model. Folgende Gründe machen das notwendig :
1. Mittlerweise konnte ich alle Ergebnisse am AMPERA testen. Seit wenigen Tagen auch mit dem DashDAQ. Das gilt insbesondere für die Fahrmodi 1 und 2. Die Daten für Modus 3 und Modus 4 habe ich noch nicht komplett ausgewertet.
2. Das Problem mit dem fehlenden Moment beim zweiachsigen Antrieb wurde von OPEL auf eine originelle Weise gelöst (DashDAQ zeigt es !). Die Grenzdrehzahl des Hauptmotors ist einfach unglaublich.
3. Bei der Berechnung der Beschleunigungszeit ist mir leider ein kleiner Fehler unterlaufen. Ein korrigiertes Ergebnis folgt.
4. Offensichtlich bestehen Unterschiede zwischen der europäischen Ausführung AMPERA/VOLT und der US-Version, da mir keine Informationen vom VOLT vorliegen, die diese Ergebnisse bestätigen. Aber vielleicht kann jemand das recherchieren.
5. Um Diskussionsmaterial für das Treffen zu erstellen, versuche ich noch ein paar Details hier zu veröffentlichen. Natürlich nur wenn Interesse besteht, da meine Zeit im Moment sehr begrenzt ist.
Euer DR.ACDC
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