Laddhybrider och motoreffekter

31 inlägg 0 nya
Laddhybrider och motoreffekter

God kväll! För ett tag sedan fanns en tråd om seriella hybrider, och jag tycker att det är litet intressant att återanknyta till det temat i samband med laddhybrider. Huvudfrågan är egentligen liknande: varför gör man dem inte som seriella hybrider? -- men nu börjar jag med en litet mer kvantitativ ansats.

Ta Kia Optima PHEV som ett exempel; den har en bensinmotor på 156 hk och en elmotor på 68 hk. Är det lämpligt valda effekter? Bensinmotorn är definitivt tillräckligt stor för att skjutsa upp bilen i höga hastigheter, medan elmotorn kan driva upp till 120 km/h (läste jag någonstans).

Frågan är vilken effekt som krävs för att driva bilen i konstant hastighet 120 km/h, på plan väg? Den rimliga gissningen är förstås 68 hk, men för att utreda saken litet grundligare kan man titta på t ex
http://www.carmag.co.za/technical_post/reducing-a-vehicles-wind-resistance/

Luftmotståndet ger en motkraft som ges av formeln under "drag force", och för deras exempelbil (Golf) vid 120 km/h är den 466 N. Effekten som krävs för drivning (mot denna kraft) är sedan kraft * hastighet, vilket blir 466 N * 33.3 m/s = 15.5 kW = 21.1 hk.

Tillkommer gör sedan t ex rullfriktion (däck) och andra friktionsförluster i drivningen, och så vill kan kanske ha litet effekt till värme/kyla. Något annat? Om vi lägger på 50% extra för detta (rimligt?) landar vi på 32 hk. För Kia Optima blir det förstås mer, men knappast 156 hk. Kanske 68 hk?

Min fundering är då återigen, varför ingen tillverkare gör just en sådan bil som är en plug in-hybrid i grunden, och där förbränningsmotorn (optimerad för ändamålet) driver en generator för att ge en effekt som täcker det *genomsnittliga* effektbehovet, och batteriet (som ju redan finns där!!) agerar energibuffert?

En insikt från räkningen ovan är att marschhastigheten i dimensioneringen är den variabel som är helt avgörande, eftersom den kommer in i kubik: i kvadrat för luftmotståndet och sedan en gång till i produkten kraft * hastighet. Variablerna c_w och tvärsnittsarea kommer bara in proportionellt. Det kostar alltså rejält att dimensionera för höga marschhastigheter, men personligen skulle jag klara mig fint med 120 km/h och det gäller nog många andra också!

Låter ovanstående resonemang rimligt?

De flesta är vana att det inte tar mer än 10 sekunder att nå 100 i en långsam bil. En stor bil med effekt för att bara nå 120 som max lär ta mer än 10 sekunder-

Jodå, det tycker jag nog, men seriella hybrider är ju inget nytt, det har ju kommit i många varianter, men elmotorn kan ju gärna ha lite högre effekt för att ge acceptabel acceleration, den tar ju inte mer energi ändå vid konstant fart.
Porsche tog ju fram sådana för 120 år sedan och en av de mer intressanta var ju Volvo ECC från 1992 som var värd ett bättre öde, den var lite för tidigt framme, den hade intressant, men fel laddmotor, men ledningen trodde inte på den.
Men största problemet är att man tappar verkningsgrad med seriell drift jämfört med direktdrift som på parallellhybriden åtminstone när den går enbart med förbränningsmotorn, men då är det ju i praktiken en konventionell bil.
En seriell hybridbil som fungerar som ett dieselelektriskt lok tror jag inte på, däremot en batteribil med " räckviddsförlängare" som i3, men med lite vettigare effekt och större bränsletank kanske vore något.

Varje Saab är värd att vårdas och bevaras, sådana bilar görs inte längre

En något kraftigare elmotor är absolut vettigt — kanske behövs inte samma maxeffekt som för en förbränningsmotor eftersom allt vridmoment finns direkt (väl?)?

Vad gäller effektförluster jmf med direktdrift på hjulen så slipper man växellåda antar jag, och då blir det en liten vinst där. Å andra sidan får man förluster i generatorn (men har de inte väldigt hög verkningsgrad?), och så går förbränningsmotorn optimalt hela tiden. Är det självklart vilken lösning som är effektivast?

Nu när det kommer alla möjliga elektrifierade bilar så tycker jag helt enkelt att det är litet märkligt att ingen tillverkare (mer än Bmw då) gör något sådant här. Borde bli billigare än en standard laddhybrid, men man vill förmodligen ha litet större batteri, t ex för 15 mil.

E-power är åt ”rätt” håll, men den behöver större batteri och laddfunktion. Man vill ju köra det absolut mesta på el!

I texten står först att el-motorn är på 40 kW, och sedan 109 hk — det får jag inte ihop. Förmodligen är det bensinmotorn som är på 109 hk, vilket då är i överkant. Men batteriet är ju litet, så det behövs väl större bensinmotor då.

Volt/Ampera var ju egentligen nära idealet och är väl det som ToRy efterfrågar. Den hade ju en laddmotor på 62kW och en elmotor för drivning på 111kW.
Nya Volt 2018 har det ju inte talats mycket om, men den är ju egentligen ännu mer intressant: http://www.chevrolet.com/electric/volt-plug-in-hybrid

Varje Saab är värd att vårdas och bevaras, sådana bilar görs inte längre

Jag byggde Volt på hemsidan och hamnade på ett pris med lite extra utrustning ca SEK 315000:- i US.
Hade den kunnat säljas i Sverige för det priset skulle det nog hamna i toppen.

Varje Saab är värd att vårdas och bevaras, sådana bilar görs inte längre

Där ser man — jag trodde att Volt var nedlagd till förmån för Bolt, men det var tydligen helt fel. Som du säger saabnisse så kommer väldigt nära trådiden. Enligt wiki kan bensinmotorn kopplas att driva på hjulen direkt, men detta för ökad effektivitet. Synd att den aldrig lär komma till Sverige!

ToRy wrote:
God kväll! För ett tag sedan fanns en tråd om seriella hybrider, och jag tycker att det är litet intressant att återanknyta till det temat i samband med laddhybrider. Huvudfrågan är egentligen liknande: varför gör man dem inte som seriella hybrider? -- men nu börjar jag med en litet mer kvantitativ ansats.
Ta Kia Optima PHEV som ett exempel; den har en bensinmotor på 156 hk och en elmotor på 68 hk. Är det lämpligt valda effekter? Bensinmotorn är definitivt tillräckligt stor för att skjutsa upp bilen i höga hastigheter, medan elmotorn kan driva upp till 120 km/h (läste jag någonstans).
Frågan är vilken effekt som krävs för att driva bilen i konstant hastighet 120 km/h, på plan väg? Den rimliga gissningen är förstås 68 hk, men för att utreda saken litet grundligare kan man titta på t ex
http://www.carmag.co.za/technical_post/reducing-a-vehicles-wind-resistance/
Luftmotståndet ger en motkraft som ges av formeln under "drag force", och för deras exempelbil (Golf) vid 120 km/h är den 466 N. Effekten som krävs för drivning (mot denna kraft) är sedan kraft * hastighet, vilket blir 466 N * 33.3 m/s = 15.5 kW = 21.1 hk.
Tillkommer gör sedan t ex rullfriktion (däck) och andra friktionsförluster i drivningen, och så vill kan kanske ha litet effekt till värme/kyla. Något annat? Om vi lägger på 50% extra för detta (rimligt?) landar vi på 32 hk. För Kia Optima blir det förstås mer, men knappast 156 hk. Kanske 68 hk?
Min fundering är då återigen, varför ingen tillverkare gör just en sådan bil som är en plug in-hybrid i grunden, och där förbränningsmotorn (optimerad för ändamålet) driver en generator för att ge en effekt som täcker det *genomsnittliga* effektbehovet, och batteriet (som ju redan finns där!!) agerar energibuffert?
En insikt från räkningen ovan är att marschhastigheten i dimensioneringen är den variabel som är helt avgörande, eftersom den kommer in i kubik: i kvadrat för luftmotståndet och sedan en gång till i produkten kraft * hastighet. Variablerna c_w och tvärsnittsarea kommer bara in proportionellt. Det kostar alltså rejält att dimensionera för höga marschhastigheter, men personligen skulle jag klara mig fint med 120 km/h och det gäller nog många andra också!
Låter ovanstående resonemang rimligt?

Precis de där tankarna, med en liten generatormotor som gör att man klarar sig med mindre batteri än exempelvis Tesla men ändå får lång räckvidd - ja, en dieselelektrisk driftvariant - har jag haft i åratal. Jag har vridit och vänt på steken många gånger och förstår inte heller varför det inte satsas på det, annat än att väldigt få vill gå först. Sedan kanske det finns en hake regelmässigt, att så som iljöreglerna ser ut så blir det nästan en bestraffning med den tekniken trots att de reella utsläppen blir lägre.
Det är ju bara att titta på en V90/XC90 T8, hybridvarianten alltså, med sin löjligt lågt deklarerade förbrukning. För en genomsnittsperson finns det inte på kartan att nå dit. På Pritmonitor hittar jag 13 stycken XC90 T8 och där snittar de på 6,81 l/100 mil. NEDC anger 2,1.
Observera också att spannet för det 13 är att 1 (en) bil ligger på 1,19. Övriga 12 ligger på 6,21 till 10,69 så egentligen blir snittet 7,95 om man tar bort den där extremt avvikande individen.

@X: Ja de där stora PHEV-SUV:arna med från Volvo, BMW, Audi m fl ser jag också som rätt poänglösa, och förmodligen mest framtagna för att skapa publicitet och status. För de bilar du listar är det uppenbarligen en förare som har ett passande körmönster (och bryr sig om att ladda); de andra har andra körmönster och/eller struntar i att ladda.

Nu när laddhybrider kommer på bred front är mysteriet varför ingen tillverkare, efter att ha specat elmotor och batteri, tänker ett varv till: behöver vi stoppa in ytterligare en komplett drivlina, eller kan vi göra det enklare? Det kanske är som du skriver X, ingen vill gå först.

Om man spårar ner det, handlar allt till slut om luftmotståndet och vikten. Energiförbrukningen måste ned på bilen och den måste vara en "fisk i vattnet" om du förstår jag talar om. Den måste vara strömlinjeformat och aerodynamisk för att få lågt luftmotstånd. Därför förstår jag inte alls varför man tex tar fram modeller av SUV/MPV segmentet eftersom detta är en återvändsgränd. Skulle man bygga något framtidssäkert så skulle bilen likna allt annat än det vi sitter och kör runt med idag antar jag. En gång såg jag ett program på TV där en forskare byggt en bil, den såg faktiskt ut som ett ÄGG.... jag skojar inte. Bilen hade väldigt smala hjul. Man satt faktiskt högre upp än en SUV, nästan som i en lastbil. Jag vet inte hur man lyckats hålla vikten låg, men materialet var kanske mer åt kevlar/plast mm. Så det skulle gå att bygga snåla bilar, men de skulle nog inte kunna samexistera på vägarna med nuvarande fordonspark där snittet ligger på 1800 kg/bil, ur säkerhetssynpunkt.

ToRy wrote:
Där ser man — jag trodde att Volt var nedlagd till förmån för Bolt, men det var tydligen helt fel. Som du säger saabnisse så kommer väldigt nära trådiden. Enligt wiki kan bensinmotorn kopplas att driva på hjulen direkt, men detta för ökad effektivitet. Synd att den aldrig lär komma till Sverige!

Jag undrar om det är så fortfarande. På gen I kunde bensinmotorn driva direkt som på en parallellhybrid, men gen II påstås vara rent seriell.
Det är lite luddigt, men jag fortsätter att leta i specen.
Kanske finns någon som vet mer?

Varje Saab är värd att vårdas och bevaras, sådana bilar görs inte längre

Here we go again... Det vore trevligt att åtminstone någon gång kunna köra en tråd utan att det här måste dras in.

Men: enligt http://rc.opelgt.org/indexcw.php har den älskade Octavia (gen 3) cw = 0.30 och projicerad area framifrån ("Fläche") 2.3 m^2, vilket ger produkten 0.69 m^2. För den hatade (?) Yeti (som jag kör) är motsvarande värden 0.37, 2.47 resp. 0.914. Kvoten 0.914/0.69 är 1.325. Ja, vid en given hastighet måste Yetins motor ge 32.5% mer effekt för att övervinna luftmotståndet. Å andra sidan är tredjeroten ur 1.325 lika med 1.1 (ungefär), vilket betyder att i en Yeti som kör i 100 km/h och i en Octavia som kör i 110 km/h måste motorerna generera samma effekt för att övervinna luftmotståndet. En skillnad i hastighet om 10% motsvarar alltså en skillnad i cw * area om 32% -- alltså spelar hastigheten större roll för effekten som krävs visavi luftmotstånd.

Vikten, dvs massan, är en faktor som spelar roll vid acceleration -- men bara proportionellt. Newtons lag säger att den kraft som erfordras för en viss acceleration är proportionell mot massan.

Intressant inlägg, ToRy.
Men numera så är det ju ofta just större SUV:ar som står för en stor del av omkörningar i lite högre hastigheter och det är ju då inte speciellt energieffektivt när man relaterar till ToRy's inlägg #14. Fortåkarna borde köra Porsche eller i vart fall Prius istället - sett ur luftmotstånds-synpunkt...:)

[quote=ToRy]Där ser man — jag trodde att Volt var nedlagd till förmån för Bolt, men det var tydligen helt fel. Som du säger saabnisse så kommer väldigt nära trådiden. Enligt wiki kan bensinmotorn kopplas att driva på hjulen direkt, men detta för ökad effektivitet. Synd att den aldrig lär komma till Sverige![/
Både Volt och Prius Prime kan driva hjulen direkt utan förlusterna som en seriehybrid alltid har.

Är det så det går till på motorvägarna? :-) (Jag kör sällan motorväg). Ja, SUV-förarna övertolkar kanske betydelsen av ”S” i SUV? :-) Själv tycker jag att det är mer avslappnande att lunka fram i jämn något lägre hastighet — i enlighet med ovanstående!

PREVIA, det Wiki skriver om Volt och parallelldrift gäller gen. I, jag har inte sett någon tydlig indikation att samma gäller gen. II.
Ska man gå efter hemsidan verkar den vara rent seriell.
Men hemsidan är inte särskilt teknisk, mest försäljningssnack till de som köper efter utseendet.

Varje Saab är värd att vårdas och bevaras, sådana bilar görs inte längre

GM påstod länga att första modellen av Volt var seriehybrid utan mekanisk koppling mellan elmotor och hjul men till slut fick man erkänna att bilen ibland drevs rent mekaniskt från motor till hjul tack vare sina tre kopplingar. Den senare modellen som kom 2016 har även den tre kopplingar och två lika stora elmotorer/ generatorer. Om bilen vore en seriehybrid så behövdes nog inte några mekaniska kopplingar precis som på dieselloken som inte har någon mekanisk drivning mellan dieselmotor och hjul.
http://m.wardsauto.com/engines/gen-ii-chevy-volt-propulsion-system-shockingly-good

SUV-hataren kommer dragandes med sitt mantra i varenda tråd, oavsett ämne.

Alla bilar är så snabba nu för tiden och att tillverka en hybridbil, som bara tar sig upp till 120, är ganska onödigt, från så många olika håll. Det värsta är att de kostar mkt mer än en vanlig bil av samma märke, så hela konceptet blir bara en "titta på mig, vad snäll jag är mot miljön" bil. Totalt poänglöst eg.

PREVIA, tack, det gav ju svar på många funderingar.
Det är ju ändå inte riktigt det ToRy är ute efter, det är väl mer en bil som i3 men med större motor helt mekaniskt skild från driften, alltså en rent seriell hybrid som alltid drivs med elmotorer.

Varje Saab är värd att vårdas och bevaras, sådana bilar görs inte längre

Lägg till ny kommentar

Hej!

Vi har förståelse för att du använder adblocker, men hoppas att du kan stänga av den för vår sajt. Annonser är en förutsättning för att vi ska kunna fortsätta att driva sajten.