Priusfreunde.de

janman666 schrieb:

Zuerst einmal der Motor: Ein 20 kW Aggregat müsste ausreichen, da der Prius bei 130 km/h 16,7 kWh Energie benötigt.


Für was würde er diese 16,7kWh benötigen?
Ist dieses h ein Vertipper?


Der E-Motor: Der müsste jetzt natürlich viel größer sein, als der vom P II. Entweder 1 x 80 kW oder 4 x Radnabenmotorren mit je 20 kW.

Das war schon lange bevor ich vom Prius gehört habe mein Traum! Genauer geasgt, seit ich gelesen habe, dass der alte Ferdinand Porsche für Militärzwecke schon ein Vehikel mit elektrischem Einzelradantrieb gebaut hat...
Sämtliche Getriebe, Gelenkwellen würden entfallen. Die Räder könnten quergestellt werden. Der Parkassistent wäre um einiges einfacher!
ESP, ASR, ABS... alles nur elektrisch zu bewerkstelligen. Es würde nicht wertvolle Antriebsleistung weggebremst werden.


Das schwierigste, der Akku: 100 km sollten als Plug-In-Lösung schon zurückgelegt werden können.
Verbrauch mit fossilen Brennstoffen: 5,3 l/100 km * 8,8 kWh (Energiewert von Benzin) = 46,64 kWh
Elektrisch wäre der Wirkungsgrad jedoch viel höher, so dass ich den Verbrauch hier auf 11 kWh schätze.
Dafür muss schon die neueste Batterietechnik her, um das Gewicht nicht zu hoch ausfallen zu lassen.
Mit 2 Akkus von A123 kann man mit 150 kg 15 kWh erreichen. So etwas sollte erstmal ausreichen.
http://www.wattgehtab.com/index.php/content/view/1075/25/


Also mit dieser ganzen Rechnerei in diesem Strang...


Vorteile: Für Kurzstrecken wird der ICE überhaupt nicht gebraucht

Ganz wichtig im Prius III: ne externe Lademöglichkeit!
Solarpanele aufs Carport und die Kiste steht - zumindest wenn es hell ist - immer zum Nulltarif mit voller Batterie bereit.
Oder die Hitze im Innenraum für nen Striling verwenden.. Dann hätten die riesigen Glasflächen auch ihre Daseinsberechtigung, und der Wirkungsgrad vom Stirling wäre egal, weil es ja eh Abfallenergie ist..
Schön wärs...
Gibts noch kein Thermoelement, das die Temperaturdifferenz gleich direkt in elektrische Energie umwandeln kann?

Gruß

Hm, beim "echten" Priuswirkungsgrad berücksichtigt man aber mehr Verluste als bei der Theorie des seriellen Antriebs.
Da hast du ja auch noch die Radlagerreibung und der Verluste, die nach dem PSD auftreten, also Kette+Achsübersetzung+Differential. Da bleiben auch noch mal ein paar Prozent "hängen".
Das fehlt ja bei der Rechung zum seriellen Antrieb.
Der serielle könnte einen kleinen Vorteil haben, da man sich vielleicht ein paar Details spart oder Radnabenmotoren nimmt, die die Mechanik gleich umgehen.
Ist aber fraglich, ob das viel bringt. Die tatsächlichen und auch die Spitzenwirkungsgrade von zwei kleineren Radnabenmotoren sind mit Sicherheit deutlich schlechter als bei einem "perfekten" Zentralmotor.

Ich meine auch, dass der Priusantrieb eigentlich keine wirklichen theoretischen Nachteile zum seriellen Hybriden auf gleichem Entwicklungsstand hätte. Für den seriellen Betrieb bräuchte man große Energiespeicher, um den Motor wirklich bei einer konstanten Drehzahl halten zu können oder ihn ganz abzuschalten.
Der Effekt wäre beim Priussystem der gleiche, aber es hätte immer noch den großen Vorteil, das sehr viel Energie mechanisch extrem effizient übertragen wird, was der serielle gar nicht mehr kann. In vielen Situationen wäre der Wirkungsgrad einfach mit Sicherheit niedriger.

Die einzigen Nachteile, die ich sehe, sind eben dass die Batterien noch zu wenig speichern können und man deswegen oft genug bei recht "niedrigen" Wirkungsgraden herumfährt. Wirklich niedrig sind sie natürlich auch nicht, sieht man hier sehr schön:(das ist der Uralt-Motor von 1997, der vom P2 ist schon wieder etwas besser)

techno-fandom.org/~hobbit/cars/prius-curves.gif

Man hat ja schon bei diesen winzigen Leistungen wie den besagten 10kW Wirkungsgrade deutlich über 30%

Man müsste nur noch den Bereich unter 10kW ausblenden, dann wäre der Antrieb wirklich fast perfekt. Das wird man mit besseren Batterien ziemlich leicht hinbekommen.
Bin wirklich gespannt, ob man sich das Motormitdrehen ab 70km/h beim P3 anders überlegen wird oder ob es so bleibt.
Beim Lexus 450h ist es immer noch so.

Schlimm ist es ja eigentlich nicht, bei 70 sind es etwa 1,5kW beim P1, das ist nicht so tragisch um dafür eine spezielle technische Lösung einzubauen, z.B. eine Kupplung.
Da wird man eher noch in die Optimierung der Reibung investieren, das bringt auch beim Motorbetrieb viel.

Wirklich niedrig sind sie natürlich auch nicht, sieht man hier sehr schöndas ist der Uralt-Motor von 1997, der vom P2 ist schon wieder etwas besser)


Zumindest die Leistungs/Drehmomentkurve ist aber vom P2.

mlc schrieb:

Zumindest die Leistungs/Drehmomentkurve ist aber vom P2.
Stimmt, das obere Diagramm ist vom NHW10, das untere ist vom P2.

matze schrieb:

Gibts noch kein Thermoelement, das die Temperaturdifferenz gleich direkt in elektrische Energie umwandeln kann?

Gruß
Bis jetzt nur beim Jules Verne!

Bsp: Eine Vanadium-Redoxflowbatterie kommt auf 93% Wirkungsgrad.

Das ist allerdings wie auch die 90% hier, der Ladewirkungsgrad, dieser ist Abhängig vom Betriebspunktbereich/SOC der Batterie! Hinzu kommt der elektrische Wirkungsgrad, welcher je nach Stromanforderung durch den Innenwiderstand definiert ist, das kann durchaus mal 30% Verluste sein - jedoch lediglich für die Ströme z.B. in einer Beschleunigungsphase, das wirkt sich im Durchschnittsverbrauch daher kaum aus.

Letzteres ist auch der Grund, warum der Prius wesentlich besser abschneidet als die üblichen worst-case Betrachtungen: Klar haben auch die MG's im Prius Betriebspunkte mit nur 70% Wirkungsgrad, allerdings ist man durchschnittlich offfensichtlich nicht allzuweit vom Maximalpunkt mit 95% Wirkungsgrad (sowohl MG1 als auch MG2), entfernt.

Die Kunst ist es, einen eMotor so zu optimieren, das in den typischen Lastpunkten optimale Werte hat (oder seine Werte dynamisch anpaßt wie der Verschiebe-Ankermotor von VW).
Alternativ kann man aber auch einfach einen großen und einen kleinen eMotor einbauen (Vorder/Hinterachse) und je nach Betriebspunkt mal diesen und mal jenen zum alleinigen Vortrieb im Teillastbereich verwenden - die hinteren sollten ohnehin kleiner dimensioniert werden.

Jedenfalls: der Generator kann mit 95% Wirkungsgrad angesetzt werden, das dieser im seriellen Hybrid ausschließlich im Optimalpunkt arbeiten würde.

Der Fahrmotor hat weiterhin die üblichen Schwankungen.

Was die Solarzelle + Stirling angeht: Steht das Auto in der Sonne, könnte man mit 150 Watt Solarstrom den Stirling antreiben und das Auto für lau mit 1000W kühlen (oder heizen) ohne den Akku zu belasten so lange es hell genug ist. (Das wäre für Hundebesitzer sicher nicht schlecht.)

Was den CO2-Ausstoß angeht - ich erwähnte es an anderer Stelle schon mal: Ohne Kraft-Wärme-Kopplung bekommt man angeblich 380 gCO²/kWh aus einem Gaskraftwerk, der Prius liegt bei 750-850 gCO²/kWh - selbst der P3 als serieller Hybrid wäre da noch schlechter, mal ganz abgesehen davon, das ich 80% Wasserkraftstrom geordert habe und demnächst wohl zu 100% auf Solarstrom wechsle.

In einem anderen Thread habe ich über die Schadstoffemissionen des öffentlichen Nahverkehrs (Dieselbus im Vergleich zu O-Bussen) berichtet - dort waren die Primäremissionen gelistet und diese waren ausnahmslos für den O-Bus besser als für den Dieselbus. Wie ich weiterhin gezeigt habe, ist bereits ein 2-Personenprius besser als dieser O-Bus (Schadstoffe müßte man noch mal einzeln checken), der P3 ist es auch mit nur 1 Person, mal sehen ob Greenpeace das hinnimmt und alle den Wechsel zum PKW empfielt; der neue Slogan: "Fahren sie Auto, der Umwelt zuliebe" Was allerdings auch jetzt schon gilt - betrachtet man den Rußausstoß von Bussen und Dieselregionalbahnen.

PS: das Teil das direkt eine Temperaturdifferenz in Strom umwandelt (oder umgekehrt) heißt Peltier-Element und hat leider einen so besch.... Wirkungsgrad das man es gleich wieder vergessen kann.<br><br>Posting ge&auml;ndert von: gcf, am: 31/07/2007 20:55

matze schrieb:
janman666 schrieb:

Zuerst einmal der Motor: Ein 20 kW Aggregat müsste ausreichen, da der Prius bei 130 km/h 16,7 kWh Energie benötigt.


Für was würde er diese 16,7kWh benötigen?
Ist dieses h ein Vertipper?

Oh je, da muss ich jetzt mal einiges richtigstellen.
Anfangs bin ich von einem falschen cW-Wert ausgegeangen und ich habe tatsächlich die Arbeit statt Leistung angegeben.
Richtig: bei 130 km/h benötigt der Prius 19,9 kW Leistung, um Wind und Rollreibung zu überwinden.
Auf 100 km verrichtet er dann eine Arbeit von 15,3 kWh.

Ab und Zu ist so ein Tafelwert doch noch hilfreich.

Nächtliche Grüße Jan-Erik

tobistenzel schrieb:
Ich meine auch, dass der Priusantrieb eigentlich keine wirklichen theoretischen Nachteile zum seriellen Hybriden auf gleichem Entwicklungsstand hätte. Für den seriellen Betrieb bräuchte man große Energiespeicher, um den Motor wirklich bei einer konstanten Drehzahl halten zu können oder ihn ganz abzuschalten.

Die Batterie müsste natürlich viel größer dimensioniert werden. Das ist ja auch Sinn und Zweck der Sache, denn mein Wunschprius soll ja auch möglichst oft rein elektrisch fahren (ja die Toyo-Ingenieure haben mich geködert ).
Die Batterien werden dann, trotz neuester Lithium-Ionen oder Nanotechnik min. 150 kg wiegen. Also ein Mehrgewicht von 105? kg.
Dafür kann dann aber der ICE deutlich an Gewicht verlieren, wobei das Mehrgewicht durch die Batterien wohl nicht aufgefangen werden kann.
Hierfür würde aber dann ein serieller Hybrid nötig sein.
Oder kann ein Power-Split Prius nach altem Konzept mit einem 20 kW ICE auch sinnvoll betrieben werden?

Der Prius ist ja letztendlich auch nur eine Übergangslösung hin zum reinen vollwertigen Elektrofahrzeug, eine diesbezügliche Auslegung in der nächsten Generation wäre also nur konsequent.
Der ICE wird kleiner, schwächer und wird weniger gebraucht, bis man schließlich vollständig darauf verzichten kann.
Das ist ja das Langzeitziel von Toyota, auch wenn die noch den zweifelhaften Weg der Brennstoffzelle mit im Programm haben.

Gruß Jan-Erik

Edit: Falls diese Dinger hier &gt; Europositron &lt; irgendwann mal auf dem Markt erhältlich sei sollten, wird wohl kaum noch ein Benziner oder Diesel auf den Straßen anzufinden sein.
80 kWh bei 40 l Volumen und 60 kg Gewicht, im Prius für 530 - 730 km ausreichend.<br><br>Posting ge&auml;ndert von: janman666, am: 01/08/2007 09:54

gcf schrieb:
Die Kunst ist es, einen eMotor so zu optimieren, das in den typischen Lastpunkten optimale Werte hat (oder seine Werte dynamisch anpaßt wie der Verschiebe-Ankermotor von VW).
Alternativ kann man aber auch einfach einen großen und einen kleinen eMotor einbauen (Vorder/Hinterachse) und je nach Betriebspunkt mal diesen und mal jenen zum alleinigen Vortrieb im Teillastbereich verwenden - die hinteren sollten ohnehin kleiner dimensioniert werden.

Super Idee!
Dass die Elektromotoren bei unterschiedlicher Auslegung so weit abweichende Wirkungsgrade haben, war mir bis dato noch nicht bewusst.

Die Lösung hast du ja allerdings gleich präsentiert.
Allrad gibts ja dann sowieso gratis.

Gruß Jan-Erik

Eine kleine Idee hätte ich auch noch: Man könnte sich die Umwandlung der Linearbewegung in eine Drehbewegung sparen. Ein Freikolbenmotor(z.B. Stelzermotor) + Lineargenerator würden reichen. Dann entfällt die Reibung der Mechanik und einiges an Gewicht und Baugröße.

mlc schrieb:
Eine kleine Idee hätte ich auch noch: Man könnte sich die Umwandlung der Linearbewegung in eine Drehbewegung sparen. Ein Freikolbenmotor(z.B. Stelzermotor) + Lineargenerator würden reichen. Dann entfällt die Reibung der Mechanik und einiges an Gewicht und Baugröße.
Hab mir den Stelzermotor gerade mal angeguckt und irgendwie wurde er auch schon mal im Forum diskutiert.
1. Es gibt nicht einen in der Praxis, der überzeugend funktioniert. Ich hab mal einen riesigen Aufbau von ein paar Tschechen gesehen, aber das war eine Rüttelmaschine.

2. Es ist doch ziemlich brutal, dass die mühsam durch die Gasexpansion beschleunigten Kolben im 2. Takt durch die nächste Explosion gestoppt und zurückgeworfen werden. Kann das energetisch sinnvoll sein? Wenn ja, dann kann der Motor nur mit sehr wenig Leistung laufen, da der Kolben nicht stärker bewegt werden sollte, als zur Verdichtung des Gemisches erforderlich ist.
Hm, was zu beweisen wäre.

3. Die Vibrationen: Selbst mit 2 oder Mehr Kolben wird es schwierig sein, diese in den Griff zu bekommen.

--&gt; Ich bin zwar für Innovationen, aber bleiben wir beim Atkinson? So groß sind die Verluste durch die Drehbewegung doch nicht, oder?
Der Aufwand, für eine komplette Neuentwicklung ist zu hoch, schließlich ist Benzin doch eh bald alle. Lieber alle Energie, Finanzen und Zeit in die Akkutechnologie stecken.

Gruß Jan-Erik<br><br>Posting ge&auml;ndert von: janman666, am: 02/08/2007 07:00

Es ist doch ziemlich brutal, dass die mühsam durch die Gasexpansion beschleunigten Kolben im 2. Takt durch die nächste Explosion gestoppt und zurückgeworfen werden. Kann das energetisch sinnvoll sein? Wenn ja, dann kann der Motor nur mit sehr wenig Leistung laufen, da der Kolben nicht stärker bewegt werden sollte, als zur Verdichtung des Gemisches erforderlich ist
Ist doch bei einem &quot;normalen&quot; Motor auch nicht anders. Da wird der Kolben ja auch durch die Schwungmasse wieder in die andere Richtung beschleunigt.

Der Aufwand, für eine komplette Neuentwicklung ist zu hoch, schließlich ist Benzin doch eh bald alle. Lieber alle Energie, Finanzen und Zeit in die Akkutechnologie stecken.

Klar, hätte man vor 10 Jahren machen können. Bis jetzt kommt man eben noch nicht ohne Benzin aus. War einfach eine Idee. Ich hörte das Blockheizkraftwerke so arbeiten.

Bin neu im Forum und möchte ausgehend von den bisherigen Überlegungen zu einem PIII als Plug IN folgende Überlegung anstellen.
Es wird immer wieder das Problem der Stromerzeugung für Plug In Hybridautos angesprochen und das Problem aufgezeigt, daß im heutigen Stromenergiemix nur ein Wirkungsgrad von ca 40% erreicht wird.
Aber jeder der dieses Argument verwendet sollte doch wissen, daß bereits heute am Markt Strom angeboten wird der wohl etwas teuerer ist zb. 100% aus Wasserkraft zu 21 c/t oder aus Windkraft ca. 26 ct pro KWH, somit steht für Plug IN Lösungen heute bereits voll co2 freie
Energien zur Verfügung und werden jedem Haushalt angeboten.
Jetzt zur Vision ausgehend von den Angaben, daß man für 100 km nur elektischen Antrieb je nach Geschwindigkeit zwischen 11 und 16 Kwh/100km benötigt und somit einen Mittelwert von 13.5 Kwh/100km annimmt.
Ergeben sich heute Kosten/100km für die Antriebsenergien.

Auto heute 7,5 Liter a 1,35€ 10,25 €
Prius II 4,5 Liter a 1,35€ 6,08 €
Prius III Plug IN 0 Liter Benzin
aber 13,5 kwh Strom
Strom aus Wasser 21 ct/kwh 2,85€
Strom aus Windkraft 26ct/kwh 3,51€
Strom aus Fotovoltaik 49ct/kwh 6,62€

Somit kann man sehen, daß mit der Windenergie heute bereits ein Hybrid Plug IN KFZ betrieben werden kann
und Kohle- oder Atomkraftwerke.
In meinen angenommen Preis von 26 ct pro kwh sind bereits alle Kosten(Einspeisung,Verteilung) und Steuern beinhaltet.
Das grösste Problem für Hybrid Plug IN KFZ ist sicher
die Kapaziät des Akku's wenn man annimmt, dass so ein Fahrzeug mindesten 100km nur elektisch ohne Nachladung gefahren werden soll.
Das heisst die Forschung und Entwicklung sollte auf die Speichertechnik des Akku's focusiert werden.
Auch die Kombination Windkraft mit Hybrid KFZ ist eine
geschlossene Lösung, da die Akku,s während der Abend-,
Nachtzeit geladen werden können wo der Wind am stärksten ist und die meisten KFZ geparkt sind.
Mit den heute installierten 21000 MW Windkraft elektischen Leistung (Deutschland) könnten innerhalb von 12 Stunden in ca. 18 Millonen die Akku's geladen werden und 100km fahren ,ohne den ICE zu benutzen.
Nun genug der Überlegungen.

Bin neu im Forum und möchte ausgehend von den bisherigen Überlegungen zu einem PIII als Plug IN folgende Überlegung anstellen.
Es wird immer wieder das Problem der Stromerzeugung für Plug In Hybridautos angesprochen und das Problem aufgezeigt, daß im heutigen Stromenergiemix nur ein Wirkungsgrad von ca 40% erreicht wird.
Aber jeder der dieses Argument verwendet sollte doch wissen, daß bereits heute am Markt Strom angeboten wird der wohl etwas teuerer ist zb. 100% aus Wasserkraft zu 21 c/t oder aus Windkraft ca. 26 ct pro KWH, somit steht für Plug IN Lösungen heute bereits voll co2 freie
Energien zur Verfügung und werden jedem Haushalt angeboten.
Jetzt zur Vision ausgehend von den Angaben, daß man für 100 km nur elektischen Antrieb je nach Geschwindigkeit zwischen 11 und 16 Kwh/100km benötigt und somit einen Mittelwert von 13.5 Kwh/100km annimmt.
Ergeben sich heute Kosten/100km für die Antriebsenergien.

Auto heute 7,5 Liter a 1,35€ 10,25 €
Prius II 4,5 Liter a 1,35€ 6,08 €
Prius III Plug IN 0 Liter Benzin
aber 13,5 kwh Strom
Strom aus Wasser 21 ct/kwh 2,85€
Strom aus Windkraft 26ct/kwh 3,51€
Strom aus Fotovoltaik 49ct/kwh 6,62€

Somit kann man sehen, daß mit der Windenergie heute bereits ein Hybrid Plug IN KFZ betrieben werden kann
und Kohle- oder Atomkraftwerke.
In meinen angenommen Preis von 26 ct pro kwh sind bereits alle Kosten(Einspeisung,Verteilung) und Steuern beinhaltet.
Das grösste Problem für Hybrid Plug IN KFZ ist sicher
die Kapaziät des Akku's wenn man annimmt, dass so ein Fahrzeug mindesten 100km nur elektisch ohne Nachladung gefahren werden soll.
Das heisst die Forschung und Entwicklung sollte auf die Speichertechnik des Akku's focusiert werden.
Auch die Kombination Windkraft mit Hybrid KFZ ist eine
geschlossene Lösung, da die Akku,s während der Abend-,
Nachtzeit geladen werden können wo der Wind am stärksten ist und die meisten KFZ geparkt sind.
Mit den heute installierten 21000 MW Windkraft elektischen Leistung (Deutschland) könnten innerhalb von 12 Stunden in ca. 18 Millonen die Akku's geladen werden und 100km fahren ,ohne den ICE zu benutzen.
Nun genug der Überlegungen.

Pfreiburg schrieb:
..., da die Akku,s während der Abend-,
Nachtzeit geladen werden können wo der Wind am stärksten ist...

Ist das ein subjektive Wahrnehmung? Ich habe es genau andersherum gehört, dass oftmals Tagsüber ein stärkerer Wind weht. Das hat wohl mit der Sonneneinstrahlung zu tun.