[Auto] Turbine im Antriebsstrang

mayday schrieb:Stelle dir den Seriellen Hybridantrieb, wie schön auf deinem Bild zu sehen, wie folgt vor: Über den Koverter lädt der Generator nicht auschliesslich den Akku, sondern die elektrische Leistung des Generators kann auch über den Konverter direkt dem Motor zur Verfügung gestellt werden. Natürlich nur falls Bedarf der Motoren besteht, ansonsten geht der Rest in den Akku. Technisch/Elektronisch ist eine solche Leistungstriage machbar.

du beschreibst gerade einen seriellen antrieb und dessen arbeitsprinzip wie er links im bildchen zu sehen. glückwunsch, du hast das prinzip verstanden :Y:
die genaue funktionsweise des seriellen konzeptes schien dir doch nicht ganz geläufig gewesen zu sein. immerhin hast du jetzt das eines seriellen konzeptes dir selber beigebracht, in der meinung, etwas neues erdacht zu haben ...

mayday schrieb:Warum soll ich einen Akku laden, durch die Akkuladung/Entladung zusätzliche Verluste hinnehmen, wenn die Leistung direkt gebraucht wird?

so macht es aber nun mal techrules. die peakleistung liegt eben nur sehr kurz an. und die 30kw generatorlstg. sind nicht zu unterschätzen. man hätte da durchaus eine direkte verbindung zu den 6 e-Motoren (2 an der va, 4 an der ha) über die jeweiligen inverter (6x), die entsprechend die leistung gemäß fahrerwunsch bereitstellen, realisieren können.

für das alltägiche cruisen in der city und zu lande würde das eigtl. ausreichen. dazu hätte man z.b. nur 2 e_motoren ansteuern können. ob va o. ha sei mal dahigestellt.
erst bei/richtung "wot" (-> gen peakleistung) hätte man die batterie anzapfen können. aber sie gehen den anderen weg. denn durch die ständig variierende abrufleistung des fahrers kann die turbine nicht im optimalen betriebspunkt arbeiten. erst recht nicht ohne getriebe! im gegensatz ein ice, welcher ein breiteres drehzahlfenster hat bzgl. optimalen betriebspunkt und dementsprechend auch kein getriebe benötigt. und das würde sich eben auf den verbrauch und die effizienz auswirken. aber mit ihrer strategie kann die turbine bei bedarf und aufgrund ihrer konzeption im optimalen drehzahlfenster inkl. betriebstemperatur (welche schneller erreicht wird als bei einem ice -> wirkungsgrad!) arbeiten.

hinzu kommt, dass gewicht & leistung bei e_maschinen proportional sind. ein generator mit einer leistung von z.b. 120kw wird 4x soviel wiegen wie eins mit 30kw. sprich eine stärkere turbine bedeutet auch einen entsprechend grösser dimensionierten generator (welcher nötig wäre um die variierenden anforderungen des fahrers bis hin zur peakleistung bereitstellen zu können), um die leistung der turbine aufnehmen zu können. gewicht, kosten, ansprechverhalten, verbrauch usw. usf. würden dadurch in die höhe schnellen resp. leiden.

weiter kommt hinzu, dass die inverter entsprechend den e_motoren konzipiert werden können. der generator hat seine eigene spezielle einheit. keine vermischung, kleinere komponenten, hitzeentwcklung wird aufgeteilt unter den invertern, anstelle alles in einem grossem inverter"block".

so einfach wie du dir das vorstellst ist das nicht erklärt.

mayday schrieb:diese 30kw zusätzlich, den Regelaufwand wohl kaum wert sind, dachten sich die Entwickler.

btw., welcher zusätzliche regelaufwand? die werden eh in richtung batterie entsprechend via inverter umgerichtet. kein ding, dass eben gleich den e-motoren dann zukommen zu lassen.

mayday schrieb:Du sprichst von konventioneller Antieb

ja?! wo denn?

mayday schrieb:und meine Kernaussagen nicht verstanden hast

wie bitte? da muss ich doch schmunzeln :D

mayday schrieb:Die Aussage war, dass sobald du fossile Brennstoffe mitführst, womit ein Generator betrieben wird, du natürlich eine Verbrennung machst, Wärme verpufft und nur ein Bruchteil davon Elektrizität erzeugt d.h. von der enthaltenen Energiemenge eines kg z.B. Dieselkraftstoffes, geht nur einen Teil davon in den Vortrieb..und du stösst noch Co2 aus.

schon klar. aber du drehst dich im kreise. lassen wir es mal dabei. das wird nichts mehr.

mayday schrieb:Nebst der Turbine hat das Auto nämlich nichts was revolutionär ist

ist das so? was sagt techrules zu ihrem bms. lesen wir mal:
->
"The TREV system employs an innovative smart battery management system that optimises the efficiency of battery charging and power balancing between battery cells.

In a conventional lithium-ion battery management system, to avoid cells being damaged by overcharging, the cells – which each charge at a slightly different rate – must be balanced as they charge. This balancing is conventionally achieved by actively discharging the cells that are charging more quickly in order to enable the other cells to ‘catch up’. This process sees a proportion of energy wasted during the charging process and increases the time required to charge all cells fully.

To address the shortcomings with this standard industry practice, Techrules has introduced an innovative new charge balancing strategy. The smart battery balancing system harnesses the ‘excess’ voltage in cells that are charging more quickly, sharing their charge with slower-charging neighbouring cells to achieve the required balance. As a result, the entire pack charges more quickly, and there is no energy wasted in actively discharging the best-performing cells.

The TREV system uses readily available cylindrical 18650 Lithium-Manganese-Oxide battery cells. Techrules is focusing its capabilities on the efficiency of the battery management rather than the battery chemistry itself. Its insight and smart battery management system will be applicable to any future, higher capacity battery technology.

Unlike most EV development programmes, because the TREV system incorporates a series hybrid range extender, Techrules is prioritising power density – the capability of the batteries to deliver peak power – ahead of energy density – the capability of the batteries to hold maximum energy."

mir war das neu. den ings. bei techrules ist das eine behauptung in richtung innovation wert. dir anscheinend nicht. respekt.

du: ja?! wo denn?

hier

du: ja. hier mal ein bildchen (extra für dich gemacht), warum die vernetzung unterschiedlich sein kann und eine rolle spielt! (aus "konventioneller antriebsstrang & hybridantriebe", vieweg teubner/bosch)

ich: ..und meine Kernaussagen nicht verstanden hast

Spoiler

ich: Einen Schritt nach vorne punkto Energiebrauch ist dieses Auto im Vergleich zu einem reinen Elektroauto aber sicherlich nicht.

Auto A und B sind identische Autos aber mit verschiedener Antiebskonzepten

Auto A: Fährt die Strecke von 100km mit konstanten 130 km/h, bezieht alle Energie aus seinem Akku, der durch KEINEN Generator aufgeladen wird. Nach der Fahrt wird die verbrauchte Energiemenge festgestellt (Akku-Restladezustand)

Auto B: Ist ein Elektro/Turbinen-Stromgenerator "Hybrid" und fährt dieselbe Strecke von 100km mit konstanten 130 km/h, jedoch läuft während der Fahrt die Turbinen ab und an, es wird also nicht nur Strom aus dem Akku bezogen, sondern auch fossile Treibstoffe verbrannt und der Akku während der Fahrt geladen.

Ich mache folgende Aussagen
-Auto B hat nach 100km einen volleren Akku wie Auto B
-Auto B hat in der Summe mehr Energie verrbaucht wie Auto A

Du musst den Energieinhalt verbrannter fossiler Treibstoffe mit einbeziehen, deswegen ist Auto A das Energieeffizientere Auto.

du: Ich bleibe dabei, dass es humbug ist, zubehaupten, der techrules sei nicht fortschrittlich. nimm den re doch einfach aus der gleichung raus, und wir haben einen bev mit dann wohl 0.12kwh/km anstelle der 0.13kwh/km. wie komme ich auf die zahl. der i3 ohne re verbraucht...

Ich habe nie behauptet, er sei nicht fortschrittlich, aufgrund deiner Reaktion aber ist mein Eindruck, du hast mein Bsp. nicht verstanden.

und jetzt suchst du die grosse Technik-Revolution in Details, dem Kleinen..bei der Ladetechnik.

Ein intelligentes balancing management hat Tesla ebenso. Es Energieverschwendung ist einzelne Zellen zu entladen um sie an niedrige Anzugleichen, ist doch logisch und ich erwarte von einem Luxussportwagen-Prototypen, der was, vielleicht ne Million kostet, dass er das nicht tut, Zellen entladen.

Ich lade meine RC Lipo Akkus seit Jahren auf diese Weise, wo da die Technologierevolution ist, wenn es bereits gemacht wird, sehe ich nicht. Tesla hat zudem ein ausgeklügeltes " Akku liquid cooling system", davon lese ich hier nichts.

Die Macher dieses Flitzers sollen für 50'000Euro ein zweckmässiges Auto bauen. Was dabei rauskommt muss sich dann mit Toyota Prius-Hybrid, Tesla und Co messen.

Rho-ny-theta schrieb:hier

lol, das ist der titel des buches aus dem das bildchen stammt :palm:

dein problem ist, unwissen inkl. verständnisprobleme mit whataboutism zu kaschieren. ist mir ja erst kürzlich im e-auto thread aufgefallen. nichts neues also.

und erzähl mir doch bitte nichts um tesla und dessen bms sowie kühlsystem. da fange ich erst recht nicht an, denn sonst kommt wieder deine übliche masche.

@Corellian
Guck dir nochmals mein Bsp. mit Auto A+B an. Physikalisch korrekt, oder siehst du das anders? Du schaffst es einfaches unglaublich zu verkomplizieren. Dein KnowHow in der Autotechnik ist grösser wie meins, gebe ich ganz offen zu, aber meiner Meinung denkst du über deinen Gartenzaun nicht hinaus bzw. verkomplizierst einfache Sachverhalte und verlierts dich in der eigentlichen Frage in Details.

Dieser Sportflitzer ist ein Traumauto, ein heisses Gerät das ich auch gerne hätte. Meine Aussage ist, dass du davon leider wenig für den Massenmarkt adaptieren kannst, denn die Innovation dieses Flitzers steckt im Geld. Wenn Geld keine Rolle spielt, kannst du die besten Elektronmotoren kaufen, die Energiergiereichsten Akkus, das leichsteste Chasis aus Kohlenstoff bauen usw...aber ist das neue Technik? Du suchst die Technik-Revolution nun in der Ladetechnik..und da musste ich doch auch schmunzeln.

Dieses Konzept eines seriellen Hybrids war bereits existent und man hat anstelle eines Dieselgenerators zwei kleine Turbinen verwendet. Die Frage ob künftig Turbinen die bessere wahl sind, darf sich stellen. Ich habe auf der vorherigen Seite etwas verlinkt über Turbinen.

mayday schrieb:Wirkungsgrad einer Gasturbine liegt unter der eines Dieselmotors, also kleiner wie 50%.
http://images.energieportal24.de/dateien/downloads/gasmotor-eta-anhebung.pdf

Man kann nur schätzen, vermutlich aber liegt der Wirkungsgrad nicht über 40% bei den zwei Kleinen.

Ob letztens Turbinen einen konventionellen Verbrennungsmotor in einem Hybriden ersetzen werden ist abhängig von verschiedenen Faktoren wie Wirkungsgrad, Dauerhaftigkeit, Unterhalts-/Wartungskosten, Produktionsaufwand-/Preis, Grösse/Gewicht und der Sicherheit.

Man kann die Inovation in den Turbinen sehen, andererseits existierend diese seit längerem, also auch nicht neu. Vielleicht konnte der Wirkungsgrad verbessert werden, aber dazu fehlen uns die Daten.

Ich weiss nicht alles und mache auch Fehler. Ich schätze dein Wissen, ernsthaft..finde es jedoch schade, dass du andere Meinungen, die ausführlich dargelegt werden, manchmal von oben herab behandelst, weil sie nach dir nicht mit deinem Wissen konkurieren können und fühlst dich angegriffen.

Den Vorwurf des WhatsAboutIsm lasse ich so nicht gelten, weil ich denke sachlich und nachvollziehbar zu argumentieren. Wie auch immer, verspüre ich keine Lust mich über solches zu streiten. Ich akzeptiere deine Meinung, aber finde es schade wenn du persönlich wirst, für mich keine befriedigender Umgang miteinander.

mayday schrieb:Du schaffst es einfaches unglaublich zu verkomplizieren.

nun ja, das ist für mich nicht kompliziert. so funktioniert eben das system! in details verliere ich mich nicht, die gehören schliesslich bei einer näheren betrachtung dazu.
und pysikalisch korrekt ist dein bsp. schon, nur eben nicht entscheidend. das gegenbeispiel mit dem i3 - einmal mit re & ohne - hab ich dir als antwort darauf gegeben.

mayday schrieb:Du suchst die Technik-Revolution nun in der Ladetechnik

das ist ein unterschied, ob ich 2,3 zellen einer rc-lipo über aktives zellbalancing lade, oder bei zig tausend zellen wie beim tesla*. a propos, selbst teslas hochgelobtes bms bzgl. zellbalancing ist nicht besonderes, da hier passiv equilibriert wird, wie bei 99% der evs. nur der p1 (laferrari & der 918er haben ein ähnliches system) hat ein aktiv/passives mix-system, aber dessen akku ist auch nicht gerade der standard bei evs! zudem auch recht klein mit 5kwh.

*bei aktivem zellbalancing mit dieser menge an zellen würden die kosten explodieren. auch wenn man 74 18650er zu einer zelle miteinander parallel schaltet, wie beim tesla, hat man 96 untergruppen in einem modul. und davon hat der tesla 16. nichtdissipative balancer kosten etwas zw. 10 - 15€ pro zelle. -> 16*96*10€=15.360€ alleine würde das aktive system zusätzlich kosten! und eben das macht tesla nicht, nimmt anstelle dessen dissipative balancer, die 1/10 dessen kosten ... und das machen die anderen hersteller genauso.

(nichtdissipatives, also aktives balancing lohnt sich erst, wenn eine grosse batterie innerhalb kürzester zeit geladen werden muss!)

und wenn jetzt techrules ein reines aktives system zu einem akzeptablen preis in sein 20kwh akku integriert, ist das schon als eine kleine innovation zu bezeichnen. wenn es sich natürlich am ende bewahrheitet!

mayday schrieb:weil sie nach dir nicht mit deinem Wissen konkurieren können und fühlst dich angegriffen.

da konkurriert nichts, wieso auch?! und warum sollte ich mich angegriffen fühlen. ich drücke mich eben direkt aus. sachlich und soweit es geht kurz&bündig. das kann dem gegenüber, also dir, eine falsche interpretation der situation bescheren.

berichtigung (hatte einen zahlenverdreher :D):

bei teslas grossem batteriepack (85kwh) schaut es folgendermassen aus. 74 zellen werden zu einer "zelleinheit" geschlossen. und diese werden nochmals in 6er-gruppen zu einem modul zusammengefasst. -> 74*6=444. und 16 module machen am ende das akkupack. 16*444=7104. das entspricht der anzahl an 18650er im akkupack ;)

ein aktives balancing system würde dann "nur" noch min. 7.104€ kosten!

Corellian schrieb:In a conventional lithium-ion battery management system, to avoid cells being damaged by overcharging, the cells – which each charge at a slightly different rate – must be balanced as they charge. This balancing is conventionally achieved by actively discharging the cells that are charging more quickly in order to enable the other cells to ‘catch up’. This process sees a proportion of energy wasted during the charging process and increases the time required to charge all cells fully.

To address the shortcomings with this standard industry practice, Techrules has introduced an innovative new charge balancing strategy. The smart battery balancing system harnesses the ‘excess’ voltage in cells that are charging more quickly, sharing their charge with slower-charging neighbouring cells to achieve the required balance. As a result, the entire pack charges more quickly, and there is no energy wasted in actively discharging the best-performing cells.

Was ich von Leuten gehört habe, die in der Richtung forschen, soll bei modernen Elektroautos nicht der Motor und auch nicht die Batterie ausschlaggebend für die Effektivität sein, sondern die Schaltung für das Laden und Entladen der einzelnen Zellen. Wer das gut hinbekommt holt mehr Leistung raus und erreicht eine längere Haltbarkeit.

Li-Ionen mögen es nicht, wenn die Spannungen der einzelnen Zellen zu unterschiedlich sind, weil dann ein Strom untereinander fliesst. Deswegen ist die beste Lösung die Zellen einzeln zu "balancen" während dem Ladevorgang d.h. diese werden individuell geladen, aneinander angeglichen, so dass alle dieselbe Spannung haben über den Ladevorgang und nach dem Ladevorgang.


Das macht man z.B. im Modellbau seit Jahren..alles andere, ohne balancing laden bei meheren Zwellen, ist da längst Steinzeit. Das Problem ist nun natürlich bei einem grossen Akkupack, dass es unmengen an Anschlüssen fürs balancing gibt (siehe Bild oben) und die Ladeelektronik auch jede Zelle balancen muss. Ist das was @Corellian schrieb mit dem Tesla 85kWh Akku bei 18'650 Zellen wird das aufwändig und teuer. Bei einem 20Kwh Akku um Faktor 3 weniger Zellen und wenn Geld kaum keine Rolle spielt, kann das natürlich realisiert werden. Es ist also auch hier eine Geld/Aufwand Frage. Was den Ladevorgang der Akkus betrifft, wie dieser Zyklus aussehen muss, ist hinlängst bekannt und technisch elektronisch gesehen ansich simpel, da kann das Rad auch nicht neu erfunden werden.

Umso höher die Spannungsdifferenzen der Zellen, desto ungünstiger für einen Akku, was durchaus mit der Zeit auf die Kapazität und Lebensdauer gehen kann..offenbar aber hat Tesla aufgrund hochwertiger Zellen das einigermassen im Griff, zumal es ja auch 8 Jahre auf den Akku gibt..diese Garantie aber natürlich wieder im Kaufpreis des Autos mit eingerechnet ist.

Gerade bei Lithium Akkus gibt es grosse Qualitätsunterschiede. Relevant ist natürlich auch in erster Linie die Kapazität (Energiedichte) der Akkus, die Autohersteller kaufen die Akkus meist ein, es macht ja wenig Sinn dass jeder selbst Akkus entwickelt und da muss man einfach nehmen was es auf dem Markt gibt (Ausnahme Tesla Giga Factory)

Es hapert im Allgemeinen einfach noch immer an der maximal speicherbaren Energiemenge, bzw. die Akkus sind noch sehr schwer und teuer. Haltbarkeit ist auch ein Problem. Hier bräuchte es einfach ein Technologieschub, neue verbesserte Akkutechnik. Wobei da Akkus in Labors zeigen, dass noch viel Potenzial drin steckt Energy Density und Power Density zu steigern z.B. durch Nanotechnologie, indem z.B. die Elektrode einer Zelle eine viel höhere Oberfläche erhält.

Hier ein Bsp. Ladevorgang von zwei 6 Zellen Akkus (Channel 1+2) mit einem Hyperion Ladegerät. Schön zu sehen wie das Ladegerät versucht die Zellspannungen aneinander anzupassen. Die Knicks in der Ladekurven gibt es dann, wenn das Ladegerät die Zellen neu ausmist (Widerstand+Zellenspannung) um den Ladestrom neu zu bestimmen. Was mit zwei Zellen einfach ist, wird mit tausenden Zellen natürlich zum "Logistik-Problem"

Foss schrieb: Effektivität

... bei evs zeichnet sich nicht nur durch ein intelligentes bms aus. hinzu kommen noch definitiv u.a. die pcu (-> power control unit; inverter, ...) hinzu.

(aber um schlussendlich effektiv das meiste aus der batterie in vorwärtsbewegung umzuwandeln, gehören ebenso optimierung der batterie selber (gewicht resp kwh/kg), ein effizient(er) arbeitender drivetrain (& power-), ebenso in gewicht optimierte e-motoren*¹ selber und schlussendlich bessere aero inkl. gesamtgewicht des evs.

*¹ um genauer zu sein: es wird natürlich nicht nur an der gewichtsoptimierung hier gearbeitet. v.a. weg von dysprosium- & neodymlastigen permanentmagnetmotoren*² hin zu (switched)reluktanzmotoren wird kräftig geforscht. diese bieten ein kostenvorteil, und sind weniger komplex im aufbau, sprich ein vereinfachter fertigungsprozess. das abhaben höherer arbeitstemperaturen als bei den anderen arten & und das erreichen sehr hoher drehzahlen sind weitere vorteile. aber leider ist nvh ein dickes problem, und die ansteuerung (->mcu; motor control unit) ist sehr kompex (abgesehen vom rest!) und benötigt sehr viele komponenten, um einen weiteren nachteil wie die niedrige effizienz auszugleichen/zu verbessern!

*² tesla arbeitet mit induktionsmotoren, bmw setzt auf switched reluctance. das zur info, da beide hersteller hier im diskussionstrang erwähnt wurden. der grossteil setzt auf pm-motoren.)

am bsp. des prius gen4 sieht man exemplarisch diese forschungsbereiche:
->
http://pressroom.toyota.com/releases/2016+toyota+prius+technology.htm

mayday schrieb:offenbar aber hat Tesla aufgrund hochwertiger Zellen das einigermassen im Griff

panasonic liefert für tesla sozusagen seine superdeluxe 18650 nca-batterien aus der produktion. alle vorbalanciert, mit ultrageringem toleranzfenster bzgl. kapazität/spannung. nur alleine dadurch kann tesla trotz tausender zellen auf aktives balancing verzichten.

mayday schrieb:die Autohersteller kaufen die Akkus meist ein, es macht ja wenig Sinn dass jeder selbst Akkus entwickelt und da muss man einfach nehmen was es auf dem Markt gibt

die oems nehmen nicht das was auf dem markt ist. die haben schon ihre speziellen anforderungen, und danach richten sich die hersteller und produzieren die zellen. endmontage zum pack findet dann durch den hersteller statt

und/aber tesla ist nicht die einzige ausnahme. im gegenteil.
hersteller, die z.b. schon ihre eigene produktion am laufen haben, bzw. in koop ein fertigungswerk betreiben:
- byd, chinas nr. 1 in sachen evs. ein zukünftiger global player! produiziert seine zellen selber.
- nissan zusammen mit nec unter der koop aesc.
- lithium energy japan ist ein zusammenschluss von gs yuasa & mitsubishi.
- deutsche accumotive (ehemals litec) ist ein tochterunternehmen der db ag. erst kürzlich wurde bekanntgegeben, dass ein 2. werk auf die beine gestellt wird (->investition von 500mio €).

- lg chem betreibt zusammenarbeiten mit vw, gm, renault.
- vw zusätzlich noch mit panasonic.
- samsung hat koops mit bmw & fiat.

(die restlichen big player in diesem segment wären noch wanxiang, epower und bpp.)

mayday schrieb:Hier ein Bsp. Ladevorgang von zwei 6 Zellen Akkus (Channel 1+2) mit einem Hyperion Ladegerät.

nach welcher methode wird hier balanciert?

(nicht das es zum missverständnis kommt: aktiv ist klar, nur nach welcher methode eben? spannung, endspannung oder über soc-memory? schaut nach ersterem aus ...)

@Corellian
Anhand der Spannung (Spannungsdifferenz), hat aber auch noch eine Endspannungsabschaltung.

@ornis
@all
hier das aktuellste zu diesem thema:
http://www.hkmotors.com/en/news/detail.aspx?id=155
http://www.hkmotors.com/en/Industrial/car.aspx
http://www.greencarcongress.com/2017/03/20170320-hkg.html

->

Der neue Rosch kommt also aus China? Wie ist denn der Bengel da überhaupt reingekommen? Oder ist das der Sohn von Daniel Dingel?