Energiemanagement beim Prius und anderen Hybridfahrzeugen

[Emil]

Hallo,

da hier gelegentlich auch ein paar Prius-Fahrer mitlesen hier ein paar Fragen zum Energiemanagement und Fahrverhalten des Prius.

Wenn man den Prius stärker beschleunigt dann wird ja der Elektromotor mit zugeschaltet und damit der Batteriespeicher geleert.

Hat es jemand von euch schon mal geschafft dass dieser Speicher ganz leer wurde?
Wie änderte sich das Fahrverhalten dadurch?

Die Frage ist insbesondere für mich interessant da es auf EV Seite auch die Tendenz gibt Fahrzeuge mit Hybridbatterien zu bestücken. Dies bestehen zum einen Teil aus einem Langzeitspeicher der viel Energie enthält aber keine hohe Leistungsdichte bietet, und z.B. aus Ultracaps die die Spitzenlast übernehmen sollen und dadurch die Beanspruchung der Langzeitbatterie verringern.

Ich bin der Meinung, dass die Auslegung der Batterie und der Leistung so sein muss, dass sich für den Nutzer des Fahrzeuges an nahezu identisches Beschleunigungsvermögen ergibt unabhängig davon ob noch Energie in den Ultracaps und der Ladezustand der Hauptbatterie ist. Nur dann ist gewährleistet dass sich der Nutzer auf die Leistung des Fahrzeugs bei Überholvorgängen oder beim Beschleunigen z.B. beim Einfädeln auf der Autobahn auf die Leistung verlassen kann. Insofern ist dient die Erweiterung einer normalen Batterie um Ultracaps nur zu deren Schonung und Maximierung der Lebensdauer, nicht aber zur Leistungssteigerung.

Ein ähnliches Problem muss ja auch schon bei Hybridfahrzeugen existieren.

Wie ist euere Meinung dazu?

Gruß,
Emil

 

[eddy mechelaere]

Hello

Al diese fragen , antworten und viel mehr konnen Sie vielleicht finden
auf die HACKER seiten der YAHOO group Prius Technical .

gruss

 

[Richard Scheffenegger]

Emil schrieb:

Hallo,

da hier gelegentlich auch ein paar Prius-Fahrer mitlesen hier
ein paar Fragen zum Energiemanagement und Fahrverhalten des
Prius.

Wenn man den Prius stärker beschleunigt dann wird ja der
Elektromotor mit zugeschaltet und damit der Batteriespeicher
geleert.

Hat es jemand von euch schon mal geschafft dass dieser
Speicher ganz leer wurde?
Wie änderte sich das Fahrverhalten dadurch?

Die Frage ist insbesondere für mich interessant da es auf EV
Seite auch die Tendenz gibt Fahrzeuge mit Hybridbatterien zu
bestücken. Dies bestehen zum einen Teil aus einem
Langzeitspeicher der viel Energie enthält aber keine hohe
Leistungsdichte bietet, und z.B. aus Ultracaps die die
Spitzenlast übernehmen sollen und dadurch die Beanspruchung
der Langzeitbatterie verringern.

Ich bin der Meinung, dass die Auslegung der Batterie und der
Leistung so sein muss, dass sich für den Nutzer des
Fahrzeuges an nahezu identisches Beschleunigungsvermögen
ergibt unabhängig davon ob noch Energie in den Ultracaps und
der Ladezustand der Hauptbatterie ist. Nur dann ist
gewährleistet dass sich der Nutzer auf die Leistung des
Fahrzeugs bei Überholvorgängen oder beim Beschleunigen z.B.
beim Einfädeln auf der Autobahn auf die Leistung verlassen
kann. Insofern ist dient die Erweiterung einer normalen
Batterie um Ultracaps nur zu deren Schonung und Maximierung
der Lebensdauer, nicht aber zur Leistungssteigerung.

Ein ähnliches Problem muss ja auch schon bei Hybridfahrzeugen
existieren.

Wie ist euere Meinung dazu?

Gruß,
Emil

Nun, zum einen muß einmal klar sein, daß der Prius seine Batterie nur in einem Maximalen Ladefenster zwischen 40 und 80% benutzt (alle Daten beziehen sich von mir auf Prius I, wenn nicht anders erwähnt). Typisch ist aber ein Ladezustand zwischen 50 und 60 % in der Stadt und 55 bis 65 % Überland.

Sobald der Ladezustand sinkt, wird immer früher, und stärker, nachgeladen - früher heißt, bei geringerer Traktionslast bereits der Verbrennungsmotor eingeschaltet. Wenn der Ladezustand auf 40% gesunken ist - was man eigentlich nur dadurch erreichen kann, indem man längere Zeit - Minuten - Vollgas bergauf auf einer deutschen Autobahn beschleunigt bei über 140 km/h - dann wird effektiv keine Zusatzleistung mehr der Batterie entnommen.

Genausowenig wie bei sehr langen Talfahrten (Alpenpässe) noch Energie in die Batterie gespeichert wird, sobald der SOC auf 80% ist - da kommen dann diverse spezielle Betriebsmodi ins Spiel, zB verschieden aggressives Schleppen des Verbrennungsmotors, um Überschußenergie los zu werden.

Die Angst, die du offenbar hast, scheint im Moment BMW paralysiert zu haben, sich eingehender mit Hybriden auseinander zu setzen...

Eine Hochleistungs- aber Niedrigenergie Speicherung bringt dir bei etwa 90 bis 95% des Betriebes eine signifikante Leistungssteigerung des Antriebs (und der Rekuperation, die wir nicht vergessen wollen). In den seltenen Fällen (wobei manche Fahrzeuge eventuell regelmäßig, und andere nie so betrieben werden) wo dieser Zwischenspeicher zu voll oder zu leer ist, fällt die Systemleistung eben auf die Dauerleistung der Hauptenergiequelle zurück - beim Prius sein "kleiner" Atkinson Verbrennungsmotor, und bei einem Hybriden Batteriesystem eben die Dauerleistung der Hochenergie- Niedrigleistungs-Speicherbatterien...

Meiner Meinung nach (wie gesagt aber nicht der von BMW) ist es *absolut* akzeptabel, wenn man rechtzeitig davon in Kenntnis gesetzt wird (zB ist beim Prius die Batterieanzeige auf dem Display unter 45 / 47 % (Hysterese) "leer", daß man unter extremen Betriebszuständen nicht die übliche, gewohnte Leistung hat - wenn du bei 140 km/h eine 4% Steigung hinaufbeschleunigst, solltest du eben nicht noch versiuchen, einen Porsche oder Ferrari zu überholen... Mercedes hängst du so oder so ab

Wie transparent das alles dann aber für den Benutzer ist, hängt *signifikant* von der Betriebsstrategie ab. Und hier scheint Toyota, was die Software betrifft, auch mehrere Jahre Vorsprung ggü. den Mitbewerbern zu haben. Auch scheint es so zu sein, daß im Moment hier in Europa eher statische Kontrollstrategien implementiert werden - die sich auf dem Prüfstand für bestimmte vorgegebene Fahrzustände eignen. Jedoch wird hier weniger auf adaptive Algorithmen gesetzt, die zB lernen, daß es sich um einen aggressiven Fahrer handelt, d.h´. jemanden, der nach dem Überholen des Mercedes gleich noch einen Porsche mitnehmen will, oder eher jemand, der nachdem er den Mercedes überholt hat, lieber ein bischen gemütlicher unterwegs ist, und erst einige Zeit später zum nächsten Überholvorgang ansetzt. Im ersten Fall müsstest du versuchen, so rasch wie möglich den Puffer wieder aufzuladen, im zweiten Fall kannst du das gemäßigt machen und dadurch die Gesamt-Lebensdauer maximieren...

Lg,
Richard