Priusfreunde.de

Hallo,

nach gestriger Rechenorgie habe ich das ganze mal in einen Spreasheet reingehackt und das Ergebnis hier drangehängt.

Zum benutzen braucht man OpenOffice, was man entweder schon hat, oder sich (frei und kostenlos) bei www.openoffice.de runterladen kann.

Zum rechnen selber: Alles was gelb ist sind Eingabefelder. Bei allen anderen Finger Weg !

SO gehts:

-Ganz oben die Fahrzeugdaten eintippen (sollen für den P1 grob hinhauen)

-Gewünschte Geschwindigkeit eintippen (Steigung und Beschleunigung habe ich nicht verifiziert, ob es klappt)


Jetzt wird für diesen Fahrzustand die benötigte Leistung am Antriebsrad berechnet (benötigte Leistung am Rad)

Jetzt wirds interessant.. man darf sich eine Drehzahl-Drehmoment kombination aussuchen.. also so nach Bauchgefühl was reinhämmern.

Der Prius ICE packt so ca. 115 Nm maximal...
und 4500rpm maximal (soll ja ein P1 sein)


Mit diesen Eingaben wird das PSD durchgerechnet. Fast ganz am Ende steht wieviel Leistung die Batterie beisteuert bzw mit wieviel Watt sie geladen wird, um diesen Fahrzustand beizubehalten.

Jetzt mit der ICE Drehzahl/Drehmoment so spielen, das dieser Wert möglichst nahe 0 kommt (also Batterie wird nicht geladen und auch nicht entladen)

Viel spaß dabei


und für konstruktive Kritik bin ich natürlich immer offen

ciao

Florian <br><br>Posting ge&auml;ndert von: florians, am: 05/02/2008 22:20

Heisst das, dass wenn die Batterie weder geladen noch entladen wird der Wirkungsgrad des Prius-Antriebs optimal ist?

muenzel schrieb:
Heisst das, dass wenn die Batterie weder geladen noch entladen wird der Wirkungsgrad des Prius-Antriebs optimal ist?

Klar, keine Batterieaktivität ist immer gut, außer wenn die angeforderte Leistung unter 6kW fällt
In der Realität fließt aber nahezu immer ein bisschen was.

Bei kleinen Strömen liefert die Batterie aber auch sehr gute Wirkungsgrade ab,

Ich habe mir auch mal eine Tabelle gebastelt, aber das kann keiner mehr nachvollziehen, ich auch nicht...<br><br>Posting ge&auml;ndert von: tobistenzel, am: 05/02/2008 23:58

muenzel schrieb:
Heisst das, dass wenn die Batterie weder geladen noch entladen wird der Wirkungsgrad des Prius-Antriebs optimal ist?

das ist schwer in zwei worten zu beantworten... die Ladung in der Batterie kommt ja auch irgendwie vom Verbrenner, und der Wirkungsgrad der Batterie ist auch nicht 100%... allgemeiner konsens ist, das es sinnvoller ist, die Leistung des Verbrenners direkt auf die Straße zu bringen, als damit die Batterie zu laden.

Ausnahmen:
Wenn die Leistungsanforderung für den Verbrenner sehr klein ist (schlechter Wirkungsgrad) und die Batterie recht lees (kein EV fahren) kann es sinnvoll sein, den Verbrenner mehr Leistung abzuverlangen (besserer Wirkungsgrad) und mit den Überschuss die Batterie zu laden.

Wenn der Ladezustand dann hoch genug ist, wird der verbrenner aus gemacht, und es wird eine Weile nur mit Batterie gefahren.

Das gibt die Berechnung in der Tabelle allerdings nicht her..

Außerdem hast du dann wieder zyklenbetrieb für die Batterie.. der Prius scheint zu versuchen die zu schonen, wo er nur kann.

Man müßte eine bessere Simulation schreiben, in der die Batterie mitsimuliert wird, und kann dann z.b. bei konstant 30km/h ausprobieren, mit welchen ab-und zuschaltintervallen und mit welchen Ladeströmen sich ein optimaler Wirkungsgrad ergibt.

Eine wirklich optimale Betriebsstrategie für den Prius zu finden ist nicht einfach.. man kann für jede Geschwindigkeit und Last-Situation eine Vielzahl an Motor Drehmoment/Drehzahl varianten benutzen...

-Der Verbrenner hat ein Wirkungsgrad-Kennfeld
-Jede der beiden E-maschinen hat eins
-Die Effizienz der Batterie ist ladezustand, Temperatur und Ladestromabhängig
-man kann den Lade-Entladestrom auch noch in Grenzen frei wählen.

Da kommt einen so ein 5-gang Handschalter von den Variationsmöglichkeiten doch erheblich überschaubarer vor

ciao und gute Nacht

Florian

muenzel schrieb:
Heisst das, dass wenn die Batterie weder geladen noch entladen wird der Wirkungsgrad des Prius-Antriebs optimal ist?

Letztendlich gewinnt der Prius alle Energie aus Benzin. Nur wird einige davon halt &quot;recycelt&quot;, die bei herkömmlichen Autos einfach als Wärme in die Umgebung geblasen wird.
Den Verbrenner aber nur deshalb laufen zu lassen um die Batterie zu laden, ist so ziemlich das Unsinnigste.
Daher wäre ja eine externe Lademöglichkeit m.E. sehr sinnvoll, gerade wenn man nur (Ultra-)Kurzstrecken zu fahren hat.

Es wurde ja schon gesagt, dass es in bestimmten Fällen sinnvoll ist, die Batterie zusätzlich zu laden. Warum meiner das aber ausgerechnet dann macht, wenn ich mit kaltem Motor bergauf fahre und die Batterie halbvoll ist... kapiere ich bis heute nicht. Erst recht nicht, wenn er dabei so hoch dreht, dass es schon weh tut.

@florians
Danke für die Mühe. Habe (noch) kein Openoffice. Deine Rechnung im anderen Strang bestätigt ja in etwa meine Überlegung von Halb/halb, und damit m.E. auch die Behauptung, dass es auf der Autobahn andere besser können als der Prius. Was den großen Vorteil des Prius ja nicht schmälert.

Hallo Matze,
Halb-halb waren 100km/h Landstraße.. besorg dir ruhig mal openoffice und spiel ein wenig mit den Zahlen.. bei 130km/h und knapp 3000u/min ist es nur noch 1/3 der Leistung, die über den elektrischen Strang geht.

Ich müßte das ganze mal als &quot;richtige&quot; Simulation aufziehen, inklusive &quot;echter&quot; Batterie, die regenerativ geladen werden kann, und die auch leer wird.

Dann wird allerdings der Regelaufwand enorm...

ciao
Florian

florians schrieb:
Hallo Matze,
Halb-halb waren 100km/h Landstraße.. besorg dir ruhig mal openoffice und spiel ein wenig mit den Zahlen.. bei 130km/h und knapp 3000u/min ist es nur noch 1/3 der Leistung, die über den elektrischen Strang geht.


Und nen Drehzahlmesser gleich dazu.
Knapp 3000u/min bei konstant 130km/h auf der Ebene?
Meiner hört sich höher an. Ist aber natürlich (mangels Drehzahlmesser) nur geschätzt... Deshalb meine ich ja, dass der so laut wird.
Ist das bei anderen Prius realistisch?

Gruß

Matthias

Da muss ich meine Graphen rauskramen..

140km/h laut Tacho, auf der M3 Debrecen -&gt; Budapest.

Ist fast kerzengerade, kein Verkehr, 1 Stunde konstante Geschwindigkeit mit Tempomat.. ich meine so 2700-3000 u/min

aber ich schau' heute abend noch mal nach, komm' gerade nicht an die Dateien.

ciao
Florian

Höre mir uff mit Drehzahlen bei 130...auf der Rückfahrt von Münster war er nicht wirklich UNTER 3000 zu bekommen-eher bewegte man sich so zwischen 3000 und 4000...ich nehme an, es lag am Wetter

Mein bescheidener Versuch das zu leisten (nur ein Teil der Komplexität ist sichtbar):

(Was leider noch nicht tut: Im Rückwärtsgang stimmt das Vorzeichen der MG1-Leistung nicht und oberhalb von 100 km/h muß ich auch noch was am Batterielademanagement korrigieren.)

So ganz daneben liegt es aber trotzdem nicht, da ich den NEDC schon sehr genau simulieren kann. 50% elektrischer Pfad kommen aber bei mir auf der Ebenen nicht vor.

Hallo,

@GCF
das ist ja mal ein schönes Scilab diagramm Machst du das ganze als riesige Regelschleife (sollgeschwindigkeit, beschleunigung, Steigung) und dann ein virtuelles Gaspedal das von deiner Simulation nach Regelabweichung nachgeführt wird, oder gibst du den Fahrzustand fix vor und rechnest dann aus, was die Einzelkomponenten machen sollen ?


@MezzoL

Ich habe durchaus Bereiche gefunden, wo bei 130km/h der Verbrenner unter 3000rpm dreht.

Das klappt natürlich nicht über 100km, weil bei jeder kleinen Steigung die benötigte Leistung - gerade bei den Geschwindigkeiten - doch recht stark zunimmt. Ich hab' genug spikes mit 4000rpm drin, die nur der Tempomat steuert.. ist halt ein Stufenloses Getriebe.. kann schon sein, das man diese Peaks stärker in Erinnerung hat.. im großen Durchschnitt sollte es aber um oder etwas unter 3000 sein.

ciao

FLorian

Der Fahrzustand ist mit den physikalischen Bedingungen vorgegeben (daraus ergibt sich die Mindest-Verbrenner-Leistung und das Fahrdrehmoment) - daraus ermittele ich dann rückwärts was die Komponenten tun müßten - trotzdem braucht es jetzt schon 3 verschachtelte Regelschleifen und die kennlininengeführte EV-Mode-Steuerung um einigermaßen hinzukommen. Die meisten Parameter habe ich aus den ORNL-Report übernehmen können, einiges mußte ich aber auch aus Beobachtungen schätzen.

Das Ganze ist abgesehen von den Kennfeldern erstaunlich linear aufgebaut, vielleicht deswegen noch einige merkwürdige Beobachtungen die ich noch nicht so ganz einordnen kann:

-rückwärts ist sowohl Pmg1 als auch Pmg2 gleichzeitig &gt;0 (und zwar ziemlich große Leistungen und dementsprechend schlechter Wirkungsgrad)
-vorwärts gibt es einen kleinen Bereich wo beide Leistungen gleichzeitig &lt;0 sind
-darüber sind wieder beider Leistungen &gt;0

Schätze für die Bereiche muß ich wohl noch Sonderbehandlungen einführen.

gcf schrieb:
Der Fahrzustand ist mit den physikalischen Bedingungen vorgegeben (daraus ergibt sich die Mindest-Verbrenner-Leistung und das Fahrdrehmoment) - daraus ermittele ich dann rückwärts was die Komponenten tun müßten - trotzdem braucht es jetzt schon 3 verschachtelte Regelschleifen und die kennlininengeführte EV-Mode-Steuerung um einigermaßen hinzukommen. Die meisten Parameter habe ich aus den ORNL-Report übernehmen können, einiges mußte ich aber auch aus Beobachtungen schätzen.

Das Ganze ist abgesehen von den Kennfeldern erstaunlich linear aufgebaut, vielleicht deswegen noch einige merkwürdige Beobachtungen die ich noch nicht so ganz einordnen kann:

-rückwärts ist sowohl Pmg1 als auch Pmg2 gleichzeitig &gt;0 (und zwar ziemlich große Leistungen und dementsprechend schlechter Wirkungsgrad)


Rücksärts sollte doch eigentlich exklusiv von MG2 gemacht werden, es sei denn der SOC wird zu klein, dann muss der Verbrenner MG1 als Generator betreiben und MG2 muß gegen den Verbrenner rückwärts arbeiten (also negative Drehzahl, negatives Moment, obwohl der Verbrenner positive Moment an den Ring liefert)


-vorwärts gibt es einen kleinen Bereich wo beide Leistungen gleichzeitig &lt;0 sind
-darüber sind wieder beider Leistungen &gt;0


eventuell der Bereich wenn MG1 durch den Nulldurchgang mit der Drehzahl geht ? Beim fahren denke ich gemerkt zu haben, das die MG2 (also in erster Linie MG1) den ICE kontrolliert &quot;runterfahren&quot;. ist folgendermaßen passiert.. der ICE war gerade am ausgehen, und in den Moment habe ich in N geschaltet. Dabei habe ich gehört, das der ICE länger nachdreht als normal -&gt; der ICE wird nicht einfach ausgemacht und läuft aus, sondern MG1 bremst ihn aktiv.

Und beim starten via MG1 erzeugt MG2 ein Gegendrehmoment, damit man den Motorstart nicht so mitbekommt (sieht man im Miniscanner recht gut)...


Schätze für die Bereiche muß ich wohl noch Sonderbehandlungen einführen.

keine Ahnung..

Ich hab' mir &quot;vehicle propulsion systems&quot; zumindest teilweise angetan, da werden Simulationsmethoden für Fahrzeuge drin vorgestellt, inklusive Modelle für alle gebräuchlichen Hybrid-Antriebssysteme.

ciao

Florian