Grundsatzfrage Hybridtechnik

middi · 20. Juli 2018

Hallo,
ich hab aus langeweile mal ein wenig bei youtube nach Hybriden und stromern geguckt und bin da über was gestolpert.

Wenn ich das richtig verstanden habe gibt es 2 unterschiedliche herangehensweisen.
A: wie beim Ioniq, Verbrenner und E-Motor spielen permanent zusammen um den bestmöglichen betriebszustand zu realisieren und damit Treibstoff zu sparen.
B: hier scheint der alte Opel Ampera ein Beispiel zu sein, der ist als plug-in Hybrid gekennzeichnet aber die Leistungsangaben Benziner und E-Motor sind umgekehrt wie beim Ioniq. Hier ist es ein rein elektrischer antrieb und der Verbrenner läuft nur zum Akku laden und fall der akku leer sein sollte.

meine Frage, warum hat man die Option B verworfen, es ist das für mich praktischere Konzept. Man verbaut einen kleinen Verbrenner der ggf. die Akkuladung übernimmt und auf wunsch oder bei Akkuladung unter z.B. 5% zugeschaltet wird.
Den eigentlichen antrieb übernimmt aber der E-Motor, durch die onboard Lademöglichkeit könnte man die Akkukapazität etwas verringern und somit platz schaffen.

Somit hätte ich nen BEV mit eingebauter Ladestation. Ich kann den Akku über den Anschluss laden. Kann aber auch wen ich weiß das ich 400km am stück fahren soll, direkt bei fahrtantritt den Verbrenner anschmeissen und der Entladung ein wenig entgegen zu wirken. Der Verbrenner muss ja nicht 100% gegenladen können, aber wenn er 60-70% schafft kommt man schon ein ganzes Stück weiter.
Der Ampera hat es soweit ich verstanden habe so umgesetzt, warum hat man diesen Weg nicht weiter ausgebaut?

Voteile sind für mich 100% Eletktrisches fahren auch wenn ich die volle Leistung abfrage. bei Kurzstrecke kann der Verbrenner durchgehend aus bleiben und man lädt Abends einfach wieder nach, und bei Langstrecke hab ich Reichweiten Bonus durch das Permanente nachladen. Für mich ist das die bessere lösung. Was bedenke ich hierbei nicht?

bh sveltoe · 20. Juli 2018

Bei BMW (und sonst auch, glaube ich) heißt das 'range extender' oder 'REX'. Klingt erstmal nach nem guten Ansatz, aber durch die Wirkungsgrade kommt man dann, wenn der REX mal ran muss auf unverschämt hohe Verbrauchswerte. Für den BMW I3 rex habe ich mal einen Wert von über 9l/100km gehört. Das mag dran liegen, das der Verbrenner dort eh keinen guten Wirkungsgrad hat, aber die Werte eines Ioniq Plug-In erscheinen mir mit dem Konzept unerreichbar ...

Gast · 20. Juli 2018

beim i3 ist das der Range Extender.

Aber dann habe ich natürlich wieder einen Verbrennungsmotor mit Tank und so. Auch wenn dieser tatsächlich nur zur Stromerzugung für den Akku verwendet wird. Ergo auch wieder Abgase und Teile die gewartet werden müssen. Vom Platz für Motor und Tank mal ganz abgesehen. Der BEV Ioniq ist an sicher schon recht gut verbaut.

stinnux · 20. Juli 2018

Zumindest beim i3 ist es auch so das der REX nicht ausreichend Strom produzieren kann.

Somit hat man nicht mehr die gleiche Leistung wie mit dem Akku.

Eigentlich sollte man ja auch erwarten das ein REX einen höheren Wirkungsgrad hat, da er ja immer im optimalen Drehzahlbereich gefahren wird. Ist aber wohl nicht so, eine Erklärung dafür habe ich aber auch nicht.

bh sveltoe · 20. Juli 2018

Kolportiertes Halbwissen vom goingelectric-Podcast dazu (wenn ich das noch richtig memoriere): Just beim I3 haben die Ingenieure wohl nicht nach einem Verbrennungsmotor mit hohem Wirkungsgrad gegriffen, sondern einen aus BMWs Motoradprogramm gewählt, der irgendwie geometrisch gut passte. Oder von dem noch einige im Lager standen, wer weiß das schon so genau ...

Ufo01 · 20. Juli 2018

Folgende Zahlen sind jenseits von Gut und Böse:

Quelle: Wikipedia Artikel Opel Ampera
Bis zum 31. Juli 2012 war er ab 43.900 Euro erhältlich. Ab dem 1. August 2012 wurden drei Ausstattungsmodelle angeboten: "Ampera" (ab 45.900 €), "Komfort Edition" (ab 47.500 €), "ePionier Edition" (ab 51.200 €).[16]
[16] Opel: Ampera Preisliste 1. August 2012 (PDF; 3,93 MB) Ist nicht mehr verfügbar

Pepo · 20. Juli 2018

Das ganze Thema ist nicht so einfach und es gibt eben mehrere Möglichkeiten.
Durch bessere, bzw. größere Batterien ist das Thema Extended Range Electric Vehicle (EREV) auch schon wieder fast vom Tisch.

Man kann eine Vielzahl von Nachteilen eines Range Extenders und ein paar Vorteile aufzählen.
Es sind halt Autos mit vollen BEV Eigenschaften, besonders was die Beschleunigung angeht.
Aber der Range Extender muss mindestens die Leistung bringen, die man fürs elektrische Fahren benötigt.
Und da liegt das Hauptproblem. Den Energiebedarf kann man nicht vorhersagen. Fährte man nur 30km/h, 50km/h oder 130km/h.
Zusätzlich benötigt man um ein vielfaches mehr an Energie zum Beschleunigen.

So ergibt sich, das man mit dem BMW I3 nur 115km/h fahren kann, um "unbegrenzte" Reichweite zu haben. Sofern man immer nachtankt.

Der Ampera hat einen stärkeren Verbrennungsmotor verbaut, damit dies nicht passiert. Der Verbrauch liegt aber bei 5L/100km wenn der Akku leer ist.

Außerdem würde ich EREVs eher mit PHEVs vergleichen und nicht mit HEVs.

stinnux · 21. Juli 2018

Zitat von Pepo

Und da liegt das Hauptproblem. Den Energiebedarf kann man nicht vorhersagen.

Braucht man doch auch gar nicht, man hat doch einen Akku zum puffern. Wenn der Verbrenner zuviel Energie erzeugt landet die halt im Akku. Und wenn der einen gewissen SoC erreicht hat macht man den Verbrenner einfach aus.

middi · 21. Juli 2018

Zitat von Pepo

Das ganze Thema ist nicht so einfach und es gibt eben mehrere Möglichkeiten.
Durch bessere, bzw. größere Batterien ist das Thema Extended Range Electric Vehicle (EREV) auch schon wieder fast vom Tisch.

Aber der Range Extender muss mindestens die Leistung bringen, die man fürs elektrische Fahren benötigt.

Und genau da ist der Gedankenfehler.
Warum muss der Verbrenner die gleiche Leistung bringen wie für das Elektrische Fahren benötigt wird.
Das Prinzip sollte eigentlich NUR ein Bonus sein um die Reichweite zu erhöhen und nicht als Verbrenner fungieren der den Benziner antreibt.

Es ist doch nicht schwer ne logik zu Programmieren die den Verbrenner Immer bei 10% Akku zuschaltet UND noch auf wunsch manuell.
Und sollte man es trotzdem drauf anlegen den Akku leer zu fahren dann wird die Leistungsaufnahme des E-Motor halt soweit gedrossel das der Verbrenner den Akku gegenladen kann und man dann von mir aus mir 80 zur nächsten Zapfsäule kommt. In meinem Genialen Kopf ist der EREV ein BEV+ und es ist nicht vorgesehen dieses Auto rein mit dem Verbrenner zu bewegen. Die Idee finde ich super, vor allem weil man dann rein elektrisch seinen Alltag bestreiten kann da man immer nachladen kann, und wenn es mal 700 km in den Urlaub geht dann muss man nicht alle 200km Anhalten und ne Zwangspause machen. Man schaltet bei Fahrtantritt den verbrenner dazu der im hintergrund den Akku ein stück gegenlädt und schwupps kommt man lockere 300+ km weit bei gleicher fahrweise, bei den heutigen Autobahnen die mehr Baustelle als alles andere haben würde man vermutlich sogar 400+km weit kommen. Und das mit nem zusäzlichen spritverbrauch von 1-2 l/100Km Wenn überhaupt. Die nachteile währen natürlich nen zusätzlichen Verbrenner und dementsprechen auf die Wartung. Allerdings sehe ich nicht das in den letzten Jahren ein entsprechender Fortschritt gemacht wurde was Alltagstauglichkeit der BEVs angeht. Sobald man sich schneller als 120 Km/h beweg geht die Reichweite einfach zu drastisch runter.

Beim Plugin nervt mich einfach nur , das wenn man rein elektrisch fahren will,
1. man nen sensiblen Gasfuss haben will (wehe man will mal schnell wo weg.....)
2. Die Reichweite zu sehr begrenzt ist

hätte man hier das Verhältniss E-Motor und Benziner umgedreht, und anstatt des 45L tankes vielleicht die Battereikapazität verdoppelt, ich denke das wäre ein besseres Auto geworden.
+ein Weiterer Vorteil, man muss den Verbrenner nicht in den Antriebsstrang einkuppeln. wieder Platz für Akku gesparrt. Hyundai für 245.000€/Jahr könntet ihr mich abwerben

bitte liebe Plug in fans nicht falsch verstehen, ich bin fan von jeder der 3 Antriebsarten im Ioniq

bh sveltoe · 21. Juli 2018

Nix für ungut, Pay, aber Deine Darstellung des Konzepts 'Reichweitenverlängerer' kommt mir übertrieben optimistisch vor:

In einem Liter Benzin stecken ganz grob überschlagen 11 kWh Energie, der sogenannte Heizwert. Ein optimaler Verbrennungsmotor mit Supidupi-Wirkungsgrad wandelt 40% davon in Strom, bleiben also 4,4 kWh zum Fahren. Selbst der Ioniq EV ist nur sehr selten mit 8,8 kWh/100km unterwegs, die von Dir veranschlagten "1-2 l/100Km Wenn überhaupt." sind m.E. gradezu utopisch.

Schau Dir den einen Elektrowagen an, den man mit REX kaufen kann: Der BMW i3 rex hat einen 9l-Tank und die Angabe zur Reichweitenverlängerung von 120-150 km. D.h. im besten Fall braucht es 6 Liter Benzin, um den Wagen 100 km weiter fahren zu lassen.
In echt dann wie immer mehr...

[Diesen Verbrauch mit den elektrisch zurückgelegten Fahrten zu verrechnen (so kommt BMW dann auf die Angabe '0,6l/100km') ist - diplomatisch ausgedrückt - nicht wirklich hilfreich.]

Noch eine Detailfrage an die Elektrotechnisch versierten: Kann man eine Batterie gleichzeitig laden und entladen? Denn genau das heißt es doch, wenn der REX während der (elektrischen) Fahrt den Akku mit frischem Strom versorgt? Oder kann der Rex nur dann zubuttern, wenn der Akku grade durch Rekuperation Ladung dazu bekommt? (Oder halt im Stand...)