Mit Wasserstoff ein Elektro-Transporter während der Fahrt laden, möglich? Range Extender?



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MisterMister

Neues Mitglied
22.10.2018
13
Hallo an Alle,

ich habe vielleicht ein etwas kuriosen Beitrag, aber ich bin momentan dabei ein Transporter für eine bestimmte Tätigkeit zu entwickeln. Grund ist, dass Mercedes und Co einfach nicht nachkommen und die ersten Wasserstoff Serientransporter "wenn überhaupt" erst 2019 kommen (sollen). Besonders ist hier zum Beispiel der Fuell Cell Hydrogen Sprinter.

Das Fahrzeug welches ich konstruiere, benötigt für eine bestimmte Tätigkeit bzw für ein bestimmtes Gerät folgende (Zusatzleistung) bzw Eckdaten:

400 VOLT
3 Phasig
5 - 6 KW killowatt
In Betrieb etwa 15 Stunden mit einer Pause dazwischen.
Davon ungefähr 10 am Tag und 5 in der Nacht. Dazwischen steht das Fahrzeug.

Das ganze sollte ursprünglich mit einem Diesel Generator der Firma Panda auf einem herömmlichen Diesel getriebenen Fahrgestell (Sprinter Diesel) realisiert werden, leider ist diese Kombination viel zu laut und scheidet wegen einigen Faktoren aus (darunter Rechtliche Vorschriften).

Daher habe ich mich für die Elektromobilität entschieden. Leider sind heutigen Möglichkeiten noch ziemlich begrentzt.

Meine Frage dazu ist, wenn beispielsweise ein Elektro Sprinter mit einer zusätzlichen Brennstoffzelle (Range Extender) ausgestattet wird, könnte diese Zelle dafür sorgen, dass ich 1. genug Leistung zum Fahren habe und 2. die Akkus sich im hinblig auf die obenen gennanten Vorraussetzungen wieder aufladen?

So sieht ein Range Extender, wie ich Ihn meine, ungefähr aus:
http://www.smart2zero.com/news/fuel-cell-range-extender-electric-van

Es gibt welche, die bringen ungefähr 12KW. Ich stelle es mir so vor, dass ich 5-6KW für das Gerät zum betreiben benutzen kann und mit den restlichen KW läd das Fahrzeug auf bzw weiter.

Wäre sehr dankbar um Ideen oder Hinweiße.

Danke!
 

thegray

Bekanntes Mitglied
15.04.2008
8.715
In Unkenntnis des Lastenheft.....15 Stunden Betrieb schaft jeder erhältliche - Zündung auf ein und Aussteigen, habe ich zwar noch nicht ausprobiert aber 15 Stunden Rollbereitschaft schaft auch mein fast 20 alter Renault:D
10Tag ´+ 5 Nacht Hm hört sich fast nach "Taxi-ähnliches " an .

Also entscheidender ist da in dem Profil - auch die KM-Leistung ; bei welcher Transportleistung in welcher Zeit; Plus Geschwindigkeitsprofil
Über eines muß man sich auch im Klaren sein nur die Japaner haben bisher bewiesen das man soviel Technik in Form von zwei Antriebssystemen dauerhaft in Serie mit geringen Ausfallraten betriben kann;)


Mal Platt vor die Wand - muß das unter derzeitig gültigen Gesichtspunkten Wirtschaftlich realisierbar sein ?
Wenn Nein weiter machen;
wenn JA sich nochmals mit der Technik befassen - was der ganze H2-Glupatsch Kostet und wieviel Batterieraum flöten geht.
Plus Serviceaufwand und was im Falle einer Gewährleistung der Tausch einer H2 Anlage kosten würde.(auha!)

Dazu die Zyklen Zahl im Verhältnis zum Kostenaufwand vs. ausreichend Batterien + evtl. Kraftstrom Schnelllader und Webasto.
Schön anschaulich ist das Verhältnis von einem Tesla nach Wahl zu einem Listenpreis MIRAI. Auch zu dem laut KBA in Betrieb genommen Fahrzeuge.
Und bitte nicht auf die vielmundigen Versprechungen auf ein entsprechendes H2 Versorgungsnetzt in Deutschland hoffen.
Die Produktionsanlagen sind die Teuersten; der Transportlogistig ist das ......; die Tankstellen sind das teuersten aller Systeme ...... das die Japaner eine Versorgungsdoktrin auf H2 stellen und da sehr Aktiv sind - bedeutet nicht das dies auf dem Kontinent auch zutreffen wird - nicht JETZT zu unseren Lebzeiten.
Sicher neben Batterie wird mal ganz weiter Ferne H2 das Medium sein - sollen, unbestritten.
 

Berlingo-98

Administrator
23.11.2004
4.173
91365 Reifenberg
Das Fahrzeug welches ich konstruiere, benötigt für eine bestimmte Tätigkeit bzw für ein bestimmtes Gerät folgende (Zusatzleistung) bzw Eckdaten:

So sieht ein Range Extender, wie ich Ihn meine, ungefähr aus:
http://www.smart2zero.com/news/fuel-cell-range-extender-electric-van
Es gibt welche, die bringen ungefähr 12KW. Ich stelle es mir so vor, dass ich 5-6KW für das Gerät zum betreiben benutzen kann und mit den restlichen KW läd das Fahrzeug auf bzw weiter.
Wäre sehr dankbar um Ideen oder Hinweise.
Danke!

Du konstruierst ein Fahrzeug? Nagelneu? Oder willst Du ein bestehendes Fahrzeug auf E-Antrieb umrüsten?
Seis drum, ich hoffe, Du weißt was Du mit den Antrieb so tust. Denn die Verbrauchs- bzw. Energiedaten, die Du hier veröffentlich hast, kann ich noch nicht wirklich verstehen. Soll hauptsächlich im Stand ein externer Verbraucher versorgt werden? Wieviel km täglich soll das Fahrzeug fahren können?

Zum Range Extender der Fa. Ulemco: Das ist ein Vorschlag, wie die sich das denken (könnten). Konkret: "ULEMCo, a British company focusing on developing such drives for commercial vehicles, came up with a new suggestion: A fuel cell that acts as a range extender for a series battery electric van." Nette Idee, aber keineswegs neu und vielfach verwirklicht. Ulemco hat bisher Verbrennerfahrzeuge auf Wasserstoffversorgung umgebaut. Also die verbrennen den Wasserstoff in herkömmlichen bzw. modifizierten Motoren. Mit Strom und Brennstoffzellen ist es das, was sie schreiben: Ein Vorschlag...

Und nun konkret: Hast Du ein entsprechendes Produkt gefunden, also einen fuel cell range extender, der rund 12 kW für einige Stunden abgeben kann? Ich bin an den Ergebnissen Deiner Nachforschungen sehr interessiert. Könnte sowas auch brauchen, wenns funktioniert, klein genug ist und bezahlbar.

Was ähnliches ??? Es hat schon vor 13 Jahren mal einen Sprinter gegeben, der einen Diesel- und Elektroantrieb hatte, beides je knapp über 44 kW oder so. Also ein Hybrid, nichts ungewöhnliches. Das wesentliche damals: Wenn der Wagen stand, konnte diese Kombination mit Dieselantrieb weiterlaufen und über die Elektromaschine als Generator an einer herkömmlichen Außensteckdose die üblichen 400V 63A Drehstrom liefern. Für was auch immer. Technisches Hilfswerk, Feuerwehren, Notstromversorgung oder Mil. Keine Ahnung. Oder intern eigenen Akku wieder aufladen. Ist leider nie in wirkliche Serie geangen, war damals eine hochinteressante Entwicklung für USA (glaube ich). Habe jedenfalls nix mehr davon gehört, könnte also Mil. sein. In dem Bereich kannst Du mal suchen, das soll es schöne kleine tragbare Generatoren geben mit Verbrenner dran.

Gruss, Roland
 
Zuletzt bearbeitet:

MisterMister

Neues Mitglied
22.10.2018
13
Hallo Roland,

vielen dank für deinen Beitrag.

Ich erstelle kein komplettes Fahrzeug, sondern nur den Aufbau.

Das Fahrzeug soll zu allen Lagen Energie erbingen können, während der Fahrt und im Stand, bei einer täglichen Laufleistung von 300-400km Circa.

Die erste Idee war daher ein normalen Diesel Sprinter einfach zusätzlich mit einem Diesel oder Benzin Generator auszustatten. Jedoch bring diese Kombination erhebliche Nachteile, der Diesel Generator verursacht zuviel Lautstärke und die Emissionen sind zu hoch. Das wäre auf Dauer sehr schwirieg.

12KW Range Extender oder Ähnlich habe ich bereits gefunden, jedoch wirken die Firmen bzw deren Webseiten "verlassen". Daher habe ich einige Firmen angeschrieben und hoffe auf ein positives Ergebniss. Zum Beispiel Hier:
http://www.silentmotor.nl/index.php?lang=en&id=2

Es gab auch ein deutsches Produkt, ein Range Extender mit Diesel, extrem Leise, sehr kleines Baumaß für nur 2000 Euro.
Leider wurde dieses Produkt eingestellt und die Technik fährt heute zum Teil im Deutsche Post Scooter.
Nur nebenbei, wurden Steuergelder in Millionenhöhe verschwendet.

Hier im Fiat 500 Electro.

 

thegray

Bekanntes Mitglied
15.04.2008
8.715
ACh so das - Mobiler Kleingenerator - soll das sein. Mit ein Paar KW Dauerleistung und wo ist das Problem !
Lichtmaschine bestenfalls Wassergekühlt im Kilowattbereich - gab es schon mit einem Travo um 230Volt zu Produzieren oder als Schweissgleichrichter für bis zu 200A.

Heute würde man einen Einstellbaren Wechselrichter verwenden.
Über Zahnriemen und Freilauf kann man auch fetteste Generatoren ankoppeln was eben an Bauraum unterzubringen ist.

Wenn es nur darum geht - braucht man nicht für den 100fachen Preis in Anschaffung und Unterhalt einen FC-Anlage mit H2 zu verwenden.
 

Berlingo-98

Administrator
23.11.2004
4.173
91365 Reifenberg
Das Fahrzeug soll zu allen Lagen Energie erbingen können, während der Fahrt und im Stand, bei einer täglichen Laufleistung von 300-400km Circa.

Es gab auch ein deutsches Produkt, ein Range Extender mit Diesel, extrem Leise, sehr kleines Baumaß für nur 2000 Euro.
Hier im Fiat 500 Electro.

Ja danke für das Bild vom Fiat 500 Electro mit Range Extender. War seinerzeit vom Aachener Ingenieurdienstleister FEV entwickelt und geisterte so um die 2013 durch die Medien und wurde auf vielen Kongressen und Ausstellungen gezeigt. Reines Forschungsprojekt, nicht wirklich ein Produkt. FEV hat auch Range Extender mit Wasserstoff und Brennstoffzellen gezeigt, ebenfalls im Fiat 500. Aber von einer Serien habe ich nie was gehört.

Zu Deinen Energiewerten: Dir sollte klar sein, dass für eine rein elektrische Reichweite von 400 km täglich mindestens 120 kWh an Akkukapazität verbaut sein sollten. Kommt vor allem darauf an, wie Deine Fahrweise ist. Wenns ein Krankenwagen werden soll, der mit 120 bis 140 km/h über die Autobahnen donnert, wird der Verbrauch noch höher sein. Und damit Du die Akkus einigermaßen vernünftig laden kannst, gehört mindestens 50 kW Ladeleistung dazu, am besten direkt mit Gleichstrom über CCS oder Chademo. Und für Deinen externen Verbraucher von 15 Stunden mal 6 kW wären auch rechnerisch 90 kWh fällig. Über Akkus würde ich dann nochmal 120 kWh an Kapazität verbauen. Sozusagen zur Versorgung der Medizintechnik an Bord. Da bleibt dann wenig Nutzlast übrig beim Sprinter. Na ja, für den Notarzt und einen Patienten könnte es gerade noch gehen.

Ich denke mal, für einen solchen Einsatzfall ist ein Elektrofahrzeug (noch) schwierig zu verwirklichen.

Hatte ähnliche Gespräche vor ein paar Tagen in München. Und stand dabei vor einem elektrischen Sprinter.

Gruss, Roland
 

MisterMister

Neues Mitglied
22.10.2018
13
Ja, da hast du Recht.

Ich hab mir jetzt über Tage alle möglichen Systeme angeschaut, leider ist es zum verzweifeln.
Darunter waren sehr gute Ansätze, aber eigentliche wurden so gut wie Alle eingestellt oder blieben ein Konzept.

Am Ende wird es doch wieder auf ein Diesel Fahrgestell mit Diesel Zusatzgenerator rauslaufen, jedoch ist die Lautstärke ein großes Problem.
Wenn das Fahrzeug Nachts irgendwo an der Straße geparkt wird, sollte es halt leise sein.
 

MisterMister

Neues Mitglied
22.10.2018
13
ACh so das - Mobiler Kleingenerator - soll das sein. Mit ein Paar KW Dauerleistung und wo ist das Problem !
Lichtmaschine bestenfalls Wassergekühlt im Kilowattbereich - gab es schon mit einem Travo um 230Volt zu Produzieren oder als Schweissgleichrichter für bis zu 200A.

Heute würde man einen Einstellbaren Wechselrichter verwenden.
Über Zahnriemen und Freilauf kann man auch fetteste Generatoren ankoppeln was eben an Bauraum unterzubringen ist.

Wenn es nur darum geht - braucht man nicht für den 100fachen Preis in Anschaffung und Unterhalt einen FC-Anlage mit H2 zu verwenden.

Hallo,

ich habe deine Beiträge irgendwie erst später lesen können, weiß ich leider auch nicht warum.

Es gibt tatsächlich Generatoren, die man zum Beispiel an den Nebenantrieb beim Iveco setzen kann.

Aber das Energieprofil sieht so aus:

Das Fahrzeug fährt 300 - 400 km am Tag.
Dazu muss während dessen, ein Gerät mit den obenen genannten Werten während der Fahrt betrieben werden.
In der Nacht, wird das Fahrzeug abgestellt, "das Gerät" muss aber für einige Stunden weiterlaufen. Dazwischen gibt es halt Pausen.
 

MisterMister

Neues Mitglied
22.10.2018
13
Ein Idee ist, ein Sprinter Fahrgestell auf Diesel Basis mit Nebenantrieb und 20KW Unterflurgenerator über Tag zu nutzen. Dann würde sich das Fahrzeug auf den 300-400km Fahrweg aus eigener Dieselkraft bewegen, gleichzeitg über den Nebenantrieb den Verbraucher mit 5-6KW versorgen und die Rest Energie würde ein 40KW Akkupack laden. Dessen Leistung dann in der Nacht relativ Lautlos abgerufen werden könnte.

Das ganze kostet natürlich mehr, vorallem das 40kw Akkupack, als ein "simpler" Dieselgenerator. Aber da der Dieselgenerator wegfällt und nicht 15 Stunden am Tag laufen muss, spart man hier sicher einiges ein, welches sich mit dem Unterfluggenerator-Konzept wahrscheinlich amortisieren würde.

Was anderes fällt mir leider nicht ein, die Technik ist heutzutage leider noch nicht so weit, auch wenn ich gerne auf Fullelectric oder Hydrogen gesetzt hätte.
 

Berlingo-98

Administrator
23.11.2004
4.173
91365 Reifenberg
Aber das Energieprofil sieht so aus:
Das Fahrzeug fährt 300 - 400 km am Tag.
Dazu muss während dessen, ein Gerät mit den obenen genannten Werten während der Fahrt betrieben werden.
In der Nacht, wird das Fahrzeug abgestellt, "das Gerät" muss aber für einige Stunden weiterlaufen. Dazwischen gibt es halt Pausen.

Ein 10 bis 12 kW Brennstoffzellenaggregat für mobilen Einsatz habe ich bei Still gefunden, die bauen es in Gabelstapler ein. Wäre auch was für Dein Projekt.
Ändert aber nix daran, dass fürs elektrische Fahren von 400 km eine grosse Batterie nötig wird. Ich würde noch immer 120 kWh oder mehr einbauen. Eher mehr. ok, wenn Du mit Diesel fährst, mußt Du nur die Fahrpausen mit Akku überbrücken. 40 kWh nur zur Versorgung der Nebenaggregate ist auch schon ein Kostenfaktor, aber sicher machbar und wahrscheinlich wird der Einbau problemloser und damit billiger als ein zusätzlicher Generator für die Hilfsstromversorgung.

Was ist das für ein Einsatz? Auslieferung von Kühlgut, und Zusatzleistung für die Kühlanlage? Beim Sprinter hast Du auch gute Dachfläche. Ich würde da rund 2 kW Photovoltaik oben drauf schrauben. Bringt zumindest tagsüber völlig lautlos noch einige kWh an Energie. Und Photovoltaik ist heute vergleichsweise billig in der Anschafffung und kost nix im Betrieb.
Oder ist der Wagen für eine mobile Abhör- und Funküberwachung mit viel Elektronikgeräten an Bord? Muss natürlich leise sein, wenn er irgendwo steht und arbeitet.

Noch was zu Brennstoffzellen:
efoy ist Dir sicher bekannt. Die machen auch was mit 30 kW für den KFZ Bereich.
Die Veröffentlichung "Brennstoffzellen für mobile Anwendungen" von 2014 ist Dir sicher bekannt. Oder?

Gruss, Roland
 

MisterMister

Neues Mitglied
22.10.2018
13
Danke für deine ausführliche Hilfe!!! (y)

Der Sprinter hat in der Nachr ein Art Kühlaggregat, dass ist richtig. Kann leider nicht soviel dazu schreiben, wegen ausstehenden Patenten.

Eigentlich müsste die "Hybrid" Idee doch mit dieser Batterie funktionieren:
https://www.torqeedo.com/de/technik-und-umwelt/battery-technology.html

TEUER

oder

Günstiger, mit 8x 1000Ah LiFeYPO4 Winston Zellen + BMS + 3 Phasen Wechselstrom Geräte "Umspanner".

In kombination mit diesem Generator:
https://www.leab.eu/produkte/generatoren/230v400v-unterflur.html

Das wäre so jetzt meine Idee. Am Ende wird das ganze natürlich von einer Fachwerkstatt verbaut werden, aber informiere mich halt gerne, was es alles auf dem Markt gibt.

Danke für das Dokument, dass kannte ich leider noch nicht.
 
Zuletzt bearbeitet:

Berlingo-98

Administrator
23.11.2004
4.173
91365 Reifenberg
Der Sprinter hat in der Nachr ein Art Kühlaggregat, dass ist richtig.

Eigentlich müsste die "Hybrid" Idee doch mit dieser Batterie funktionieren:
https://www.torqeedo.com/de/technik-und-umwelt/battery-technology.html

Günstiger, mit 8x 1000Ah LiFeYPO4 Winston Zellen + BMS + 3 Phasen Wechselstrom Geräte "Umspanner".

In kombination mit diesem Generator: https://www.leab.eu/produkte/generatoren/230v400v-unterflur.html

Was für eine Stromversorgung benötigt Dein Kühlaggregat? 230V 50Hz oder direkt per Gleichspannung?
Torqeedo baut Bootsmotoren. Der Akkussatz wird so auch im BMW i3 verbaut. Steht auch so in der Veröffentlichung. Die Batteriezellen kommen aus Asien. Einer der zukünftigen Lieferanten für BMW ist CATL (China). Die bauen gerade ein Werk in Erfurt.

Mit 8 Stück LiFe Akkus kommst Du auf ca. 24 bis 26 Volt Systemspannung. Ok, dafür gibts handelübliche Wechselrichter auf 230V 50Hz. Besser wären 16 Stück für eine Systemspannung um 48V. Dafür gibts noch mehr handelsübliche Wechselrichter.

Der Unterflurgenerator ist eine schöne Lösung. Wenn mans braucht. Dann kannst Du den Akku wesentlich kleiner machen, da er ja nur die Standzeiten überbrücken muss. Während der Fahrt kommt die elektrische Energie vom Diesel über den Generator zu Deinem Kühlaggregat. Gehört ein wenig Regeltechnik dazu, erscheint mir jedoch nicht so kompliziert und sollte mit handelsüblichen Komponenten machbar sein.

Gruss, Roland
 
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Berlingo-98

Administrator
23.11.2004
4.173
91365 Reifenberg
Ja, da hast du Recht.

Ich hab mir jetzt über Tage alle möglichen Systeme angeschaut, leider ist es zum verzweifeln.
Darunter waren sehr gute Ansätze, aber eigentliche wurden so gut wie Alle eingestellt oder blieben ein Konzept.

Am Ende wird es doch wieder auf ein Diesel Fahrgestell mit Diesel Zusatzgenerator rauslaufen, jedoch ist die Lautstärke ein großes Problem.
Wenn das Fahrzeug Nachts irgendwo an der Straße geparkt wird, sollte es halt leise sein.

Ich hoffe, Du kennst den Trend zu 48V Systemen? Damit ist eine 48V Maschine gemeint, die Starter und Lichtmaschine und Hybridantrieb in einer Maschine sind und die an den Verbrenner ähnlich einer großen Lichtmaschine über Riemen angekuppelt werden. Gibts zur Zeit bei fast allen grossen Herstellern, z.B. von Bosch, Continental, und hier mal eine Veröffentlichung von Borg-Warner dazu.
Die Maschinen haben mit max. 15 oder 20 kW ausreichend Leistung für den Antrieb eines Autos bei moderaten Fahrten. Aber auch - so ist jedenfalls der Gedanke - für starke Zusatzverbraucher im Fahrzeug. Das wäre dann Dein Kühlaggregat. Kombinier das mit einem Akku, der dann mit 10 kWh oder so auch 2 oder 3 Stunden Standzeit die Energie liefern könnte, und mit einem 48V zu 230V 50Hz Wechselrichter.
Wie erwähnt: Diese Maschinen scheinen sich zu einer Art Standard zu entwickeln. Schau mal, ob Du einen Sprinter oder was ähnliches von einer anderen Firma bekommst, wo sowas schon drin ist. Dann nur noch Zusatzakku und Wechselrichter rein, und fertig ist das Projekt.

Hier eine Internetveröffentlichung zu dem Thema aus der Elektronik-Praxis.

Gruss, Roland
 
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MisterMister

Neues Mitglied
22.10.2018
13
Danke für deine Super Hilfestellungen! :)

Diese Art Generator, finde ich super und könnte ich mir sehr gut vorstellen. Derzeit scheitert es aber daran, dass die Zusatzakkus ziemlich schwer werden. Ich habe mir das mal ausrechnen lassen: 16 Zellen Winston, 48V, 48 kWh / Gewicht 672 kg mit Rahmen. Das ist leider noch ein wenig viel.
 

thegray

Bekanntes Mitglied
15.04.2008
8.715
Eben eben - da ist die Eingangs-Verwendung und die Herangehensweise als auch das Geschäftskonzept nochmals neu aufzudrösseln.
Nicht das es Unmöglich ist eine Alternative zu einer 08/15 Generatorlösung zu haben und auch praktikabel zum Einsatz zu bringen.
Evtl. auch elektrisch fahrend.
Neben der Kosten - Nutzenrechnung.

Aber kann ich mir kaum vorstellen das der Umfang an Arbeitsleistung in Bezug auch Geschöftskonzept und Technicher Lösung - hier einer so erbringen würde oder besser gesagt sich das leisten kann für jemanden einfach so zu tun.
 
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Berlingo-98

Administrator
23.11.2004
4.173
91365 Reifenberg
16 Zellen Winston, 48V, 48 kWh / Gewicht 672 kg mit Rahmen. Das ist leider noch ein wenig viel.

72 Wh pro kg? Das ist leider noch ein wenig viel, wie Du selbst schreibst, und auch nicht wirklich Stand der Technik. Mit guten Li-Eisenphosphat kommst Du - nur die Zellen gerechnet - auf fast das doppelte. Da ist wohl bei Deinem Beispiel ziemlich viel Gehäuse, Verbinder und so drum herum.

Mit anderen Akkutechnologien kommt man heute auf über 200 Wh pro kg. Schau bei Kreisel in Österreich nach, geh zu Akasol in Darmstadt oder frag mal bei www.lionsmart.com aus der Münchener Gegend nach. Einige haben aber so gut zu tun, dass sie an solchen Einzelprojekten nicht wirklich interessiert sein dürften.

Gruss, Roland
 
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