Systemdrehmoment

[Chris1983]

An der Ampel bleibt der Benziner aus, aber sobald man fährt läuft er dauerhaft. Sorry da hatte ich mich etwas blöd ausgedrückt.

[BUG]

Gerade eben nochmal ausprobiert, bei mir verhält sich der ICE im Power Modus in etwa gleich wie im ECO oder Normal Modus! Soll heisen er läuft im Powermodus nicht durchgehend! Das System wechselt wie auch im ECO / Normal Modus zwischen EV und ICE je nach Geschwindigkeit oder Lastzustand.

Gruß
BUG

[Shar]

Servus.

Zusammengefasst, Die Systemleistung bleibt in jedem Modus identisch [...] Somit ist die "Mehrleistung" nur gefühlt aber nicht wirklich da.

Ganz so ist es auch nicht. Im Eco-Modus soll der Inverter eine maximale Spannung von bis zu 500V liefern.
In Normal- und PWR-Modus soll der Inverter bis zu 650V liefern.

Die Systemleistung setzt sich ja auch Leistung des Verbrenners und Leistung des E-Motors zusammen.
Da im Eco aber der Inverter eine geringere maximale Spannung liefert, ist auch die sich hieraus ergebene E-Leistung geringer und damit letztendlich auch die Systemleistung.


Grüße ~Shar~

[BUG]

Zur Vervollständigung bzgl. EV im PWR Modus (ohne ICE / Verbrenner).

Youtube Link: Toyota Auris (HSD) Hybrid PWR Mode

Gruß
BUG

[PflegeAuris]

Da im Eco aber der Inverter eine geringere maximale Spannung liefert, ist auch die sich hieraus ergebene E-Leistung geringer und damit letztendlich auch die Systemleistung.

Jain, elektrische Leistung ist das Produkt aus Spannung und Stromstärke, vielleicht ist es ja sparsamer, die Spannung nicht so hoch zu pushen, und dafür ein paar mehr Ampere in die Emaschine zu schieben, dann ist die Leistungsabgabe die gleiche, oder?

[Axel_M]

ein paar mehr Ampere...

Moin.

Wobei da wieder der Widerstand ins Spiel kommt, mehr I geht nur mit mehr U, da man das R nicht so ohne weiteres ändern kann.

Axel

[Trexko]

Das Ohmsche Gesetz (U = R x I) ist hier nicht so einfach anzuwenden.
Bei einem Elektromotor spielen da noch andere Faktoren eine Rolle.
Spannung, Blindwiderstand und Frequenz der Wechselspannung als Beispiel.
Zudem suchen wir ja P, bzw laut Threat Titel M.

Lange Rede kurzer Sinn: es ist ein komplexes System. Allein der Teilbereich der E-Maschinen, die über einen Frequenzumrichter betrieben werden ist komplex. Dazu noch die Kopplung aller Komponenten via PSD.

Am einfachsten wäre es wenn es von Toyota da eine Tabelle gäbe.
Oder jemand prüft das mal auf nem Rollenprüfstand nach.

[Axel_M]

Das Ohmsche Gesetz (U = R x I) ist hier nicht so einfach anzuwenden.

Moin.

Das ist mir schon klar, wollte es nur so beschreiben, das einige es auch verstehen .love
Hier etwas mehr dazu: http://de.wikipedia.org/wiki/Elektromotorische_Kraft

Axel

[morry]

Leistung ist das Produkt aus Drehmoment und Drehzahl und auch das aus Spannung und Strom.
P=U*I=M*n

Jetzt könnte man meinen: U steigt, deshalb steigt auch M. Das ist nicht der Fall. Denn es muss die Leistung an der Energiequelle betrachtet werden, also Batteriestrom und Spannung. Die bleiben gleich, egal was der spannungswandler für den Frequenzumrichter-Zwischenkreis daraus macht. Der Spannungswandler ändert im zwischenkreis nur das Verhältnis zwischen U und I, der Betrag der Leistung muss gleich bleiben (sonst hätte Toyota da irgendwo ein HSD-Kraftwerk gebaut.)

Gründe für das anheben von 500V auf 650V: Bei Synchronmaschinen ist die maximale Drehzahl abhängig von der Eingangsspannung. Das heißt, dass der Motor bei 650V eine höhere Drehzahl erreichen kann als bei 500V. Da die Leistung wie oben erwähnt gleich bleiben muss, sinkt aber das verfügbare Drehmoment mit der Drehzahl (oha, jetzt wissen wir auch warum der hsd auf der Autobahn keine Kraft mehr hat).

Das Drehmoment ist bei verktorgeregelten Synchronmaschinen unabhängig von der Eingangsspannung. Es kann soweit erhöht werden, bis die Leistungsgrenze der Energiequelle erreicht wird, und zwar bei jeder Drehzahl.

[Axel_M]

... es muss die Leistung an der Energiequelle betrachtet werden, also Batteriestrom und Spannung. Die bleiben gleich, egal was der spannungswandler für den Frequenzumrichter-Zwischenkreis daraus macht...

Moin.

Das wäre nur der Fall, wenn der Akku im Bereich der Leistungsanpassung betrieben würde.
Heutige Akkus würden das aber äußerst übel nehmen.

Axel

[geiq]

oha, jetzt wissen wir auch warum der hsd auf der Autobahn keine Kraft mehr hat.

Besonders bei höheren Geschwindigkeiten, wenn MG2 als Generator läuft um Antriebsstrom für MG1 zu liefern, stehen nur die max. 99 PS des Verbrenners zu Verfügung, von denen noch ein Anteil für die Stromerzeugung bei MG2 drauf gehen.

[HSU]

Man korrigiere mich, aber die Batterie kann ja auch noch bis zu 27kW zuschießen (oder eben so viel, dass MG2 nicht über 60kW kommt).
Somit stehen auch auf der Autobahn vermutlich die 134PS zur Verfügung. Im schlimmsten Fall, falls tatsächlich 42kW über MG1 gehen, immer noch 124PS minus (geringe) Wandelverluste (dann kommen 18kW von der Batterie). Wie sich die Leistung nun tatsächlich aufteilt, ist sicher auch Drehzahlabhängig, aber ich habe überhaupt keine Ahnung von solch mechanischen Kram. Toyota wird sich bei den Leistungszahlen der Motoren aber schon etwas gedacht haben (und noch viel mehr gerechnet, simuliert und getestet).

Und, wenn mich nicht alles täuscht, sorgt nicht das Drehmoment für den Vortrieb, sondern die Leistung, womit zwar geklärt ist, warum der HSD auf der Autobahn keine Kraft mehr hat, aber dennoch dieselbe Leistung und damit Vortrieb, oder?

Gründe für das anheben von 500V auf 650V: Bei Synchronmaschinen ist die maximale Drehzahl abhängig von der Eingangsspannung.

Stimmt das auch für Synchronmaschinen die mit angepasster Frequenz betrieben werden? MG2 sollte ja immer <1700U/min (entspricht grob 200km/h) drehen. Somit doch in einer für Elektromotoren recht gemächlicher Gangart.

Bitte nicht angegriffen fühlen. Ich kenne mich mit der Materie nicht wirklich aus. Sind nur meine laienhaften Gedanken dazu.

[morry]

Und, wenn mich nicht alles täuscht, sorgt nicht das Drehmoment für den Vortrieb, sondern die Leistung, womit zwar geklärt ist, warum der HSD auf der Autobahn keine Kraft mehr hat, aber dennoch dieselbe Leistung und damit Vortrieb, oder?

Hi!
Natürlich sorgt im Endeffekt die Leistung für den Vortrieb - aber die Leistung ist das Produkt aus Drehzahl und Drehmoment. Wenn du mit konstantem Drehmoment beschleunigst, steigt die Drehzahl und damit auch die Leistung. Batterie und Inverter setzen dieser Leistung aber ein Limit. Entweder kann man bei kleinen Drehzahlen ein hohes Drehmoment anfordern oder bei hohen Drehzahlen eben nur noch ein kleines Drehmoment. Irgendwann ist die Leistungsgrenze erreicht und das verfügbare Drehmoment reicht nicht mehr aus, um den Wagen weiter zu beschleunigen.

Stimmt das auch für Synchronmaschinen die mit angepasster Frequenz betrieben werden? MG2 sollte ja immer <1700U/min (entspricht grob 200km/h) drehen. Somit doch in einer für Elektromotoren recht gemächlicher Gangart.

Das ist richtig, 1700U/min sind prinzipiell nicht viel für eine Synchronmaschine. Allerdings ist die erreichbare Drehzahl stark abhängig vom inneren Aufbau des Motors. Sehr hochpolige Motoren benötigen höhere Systemspannungen, um entsprechende Drehzahlen zu erzeugen. Die Auris-Motoren (bzw. hier der Generator) haben 8 Polpaare, wenn ich richtig gezählt habe. Das ist schon recht hochpolig.

Quelle: http://www.toyota-global.com/innovation ... _img07.jpg
Die Drehzahlgrenze ergibt sich durch die Spannung, die die Permanentmagneten des Rotors im Stator induzieren. Bei hoher Drehzahl werden diese Spannungen so groß, dass sie über den 500V bzw. 650V Systemspannung liegen. An diesem Punkt kann die Drehzahl nur mit Tricks weiter erhöht werden (Feldschwächung der Permanentmagnete - das führt auf Dauer aber zur Entmagnetisierung der Magnete und ist daher keine Option im Toyota-Antrieb).

Ganz einfach gesagt führen hohe Polzahlen zu höheren induzierten Spannungen und daher niedrigeren Drehzahlen bei gleicher Systemspannung als bei Motoren mit geringer Polzahl. Dafür bieten sie ein höheres Drehmoment und sie können wie im Auris als Direktantrieb ohne Getriebe eingesetzt werden. Der Motor vom Auris wurde entsprechend konstruiert, damit er bei 180km/h und 650V nahe an sein Drehzahllimit kommen kann.

Die Zusammenhänge sind nicht trivial - der Antrieb im Auris ist keine Gleichstrommaschine, wo hohe Spannung = hohe Drehzahl und hoher Strom = hohes Drehmoment.

[Bluenova]

Man korrigiere mich, aber die Batterie kann ja auch noch bis zu 27kW zuschießen (oder eben so viel, dass MG2 nicht über 60kW kommt).
Somit stehen auch auf der Autobahn vermutlich die 134PS zur Verfügung.

Und was machst du, wenn der Akku gerade nicht (mehr) in Geberlaune ist? Für kurze Sprints nach langsamerer Fahrt mag das ja stimmen, aber wenn ich Autobahn höre denke ich an km runter spulen. Nur der Verbrenner kann dir das Benzin in brauchbare Energie umwandeln. Wenn die Reserven in Akku mal verbraucht sind hast du genau 99 PS mit denen du die 190 km/h halten und Radio und Licht und Klimaanlage betreiben kannst. Wenn ein Teil dieser PS dann noch durch MG1 und MG2 müssen erhöhst du nur noch die Umwandlungsverluste, aber sicher nicht die Systemleistung. Das Hybridsystem ist auf Situationen angewiesen, wo es Energie zurück gewinnen kann, die ansonsten durch die Bremsbacken verfeuert würde. Auf der Autobahn sind die aber (hoff ich für dich) eher selten.

[PflegeAuris]

Hallo Blue,

wenn der Akku "normal" gefüllt ist, dann reicht er locker, um auf Vmax zu kommen, genau dann geht die ICE Drehzahl spührbar runter, es werden also nicht einmal die ganzen 99 PS, die möglich wären, abgefordert. im Allgemeinen wird der Akku (der nach der Beschleunigung etwa 3 Balken hat) gemäächlich geladen, aber das dauert einige km. Bei diesen Geschwindigkeiten kommst du nicht umhin, immer wieder zu verzögern, oder auch nur Gas wegzunehmen (was das Powermeter fast zum Anschlag auf Laden treibt).
Auch sind die Autobahnen nie eben, entweder du fährst leicht Bergan, oder Bergab, und auch von diesen Unterschieden lebt der Hybrid.

Davon ab, wenn du mehrfach hintereinander beschleunigen musst (weil irgend ein Depp sich mal eben schnell zwischendrängeln musste und du hart in die Klötze bist und nichtmal bischen rekuperieren konntest) dann endet der Vortrieb bei Tacho 180+, anstatt bei Tacho 195. Das machst du, wenn der Akku grad leer ist, langsam aber sicher erholt er sich, und du erreichst die 195 (wenn nicht wieder gedeppt wird)