wie errechnet sich die Systemleistung? 11. Juli 2012, 15:58 Als "Umsteiger" zur Hybridtechnik stolpere ich etwas bei den Leistungsangaben Verbrenner - E-Motor - Systemleistung. Gut, es ist schon zu vermuten, dass ... bei unterschiedlichen Drehzahlen und Drehmomenten und was sonst noch im System an Energie verbraucht wird. Bloß logisch erscheint es mir bisher nicht. z.B. Yaris Hybrid: E-Motor 74 PS, Verbrenner (1,5 ltr.) 61 PS ergibt Systemleistung von 100 PS; beim Auris und Prius (aktuelle Modelle) sollen es 82 und dann 99 PS sein. Hier wird als Systemleistung 136 PS angegeben.Ich habe hier im Forum und auch auf Priuswiki hierzu nichts gefunden. Denke auch, dass die Frage Systemleistung herstellerübergreifend ist. Aber als zukünftiger Yaris-Hybrid-Fahrer stelle ich sie mal hier. Möglicherweise ist es auch nur für mich eine Frage oder wir haben hier Piloten, die die Antwort "geradewegs aus dem Ärmel schütteln". Gruß Wilhelm Quote Selected
Re: wie errechnet sich die Systemleistung? Antwort Nr. 1 – 11. Juli 2012, 16:18 Die Systemleistung berechnet sich aus der Summe der maximalen (kurzfristigen) Leistung der Batterien in kW + der kW-Zahl des Benzinmotors. Quote Selected
Re: wie errechnet sich die Systemleistung? Antwort Nr. 2 – 11. Juli 2012, 16:27 Danke für die Information. Die Batterie (n) habe ich überhaupt nicht ins Kalkül gezogen. Bin jetzt aber nicht sicher, ob man die Systemleistung von Hybridantrieben so ohne weiteres mit den Leistungsangaben herkömmlicher Verbrennungsmotoren vergleichen kann. Vielleicht gibt es dazu ja auch feste Normen. Gruß und Dankeschön Wilhelm Quote Selected
Re: wie errechnet sich die Systemleistung? Antwort Nr. 3 – 11. Juli 2012, 19:39 Wie schon in einem eigenen Thread gemeldet kommt am Freitag die AutoBild mit einem Hybrid-Sonderteil raus. Im Gegensatz zur normalen Blöd-Zeitung wissen die meist, von was sie schreiben. Vielleicht wird's da ja genauer erklärt.Die o.g. Erklärung über die Batteriekapazität halte ich leider für nicht ganz schlüssig: Wenn ich mit der in der Batterie gespeicherten Energie 2km elektrisch mitz einer bestimmten Geschwindigkeit fahren kann, dann kann ich doch auch bei entsprechender Regelung die gleiche Leistung nutzen, um nur 1km weit zu kommen, aber schneller zu fahren.Ich sehe also die Begrenzung von der Logik her eher primär in der Regelung der Energieströme als in der Batteriekapazität.Zudem wäre die volle Freigabe des Drehmoments ohnehin vom Fahrwerk nicht zu verkraften:Wenn man die beiden Drehmomente von E-Motor (169NM) und ICE (111NM) addiert kommt man auf 280NM - zufälligerweise genau das Drehmoment, das mein derzeitiges Auto von 1700-5100rpm bereitstellt. Der Wagen ist gute 300kg schwerer als der Yaris und hat 235er Reifen. Wenn ich damit richtig Gas gebe, flackert die ESP-Kontrollleuchte auf trockener Straße bis weit in den zweiten Gang, auf nassem Geläuf sogar bis in den vierten - von winterlichen Bedingungen will ich gar nicht erst reden Nicht umsonst teilen ja PSA und auch Lexus beim RX450h die E-Leistung ganz oder zumindest teilweise der Hinterachse zu. Quote Selected
Re: wie errechnet sich die Systemleistung? Antwort Nr. 4 – 11. Juli 2012, 21:55 Ich verweise mal auf die folgenden Beiträge von "Erwin" im LOC - lesenswert! Quote Selected
Re: wie errechnet sich die Systemleistung? Antwort Nr. 5 – 12. Juli 2012, 08:53 @Ypsi: Danke für den Link. Sehr interessanter Bericht. Insbesondere dieser Auszug: "aus diesen Grund berechnet sich die Systemleistung auch nicht aus der Addition der Leistung von Verbrenner und Elektro-Motor, sondern näherungsweise aus Verbrenner- plus Batterie-Leistung," beantwortet wohl meine Frage am besten. Gruß Wilhelm Quote Selected
Re: wie errechnet sich die Systemleistung? Antwort Nr. 6 – 10. November 2012, 09:47 Ich habe mal eine diesbezügliche Frage.Die Systemleistung ist nicht gleich B+E (Motor) Beim Yaris also 55 + 45 kW wären es ja sonst theoretisch 100 kW/136 PS. (sind aber 74/100)Mich interessiert mehr das Drehmoment. Aussage eines Toyota-Verkäufers: Der Hybrid hat mehr Drehmoment als ein Diesel. Bei B+E mag das stimmen, denn es wären ja dann 111 + 169 = 280 Nm.Nur wenn die Systemleistung schon begrenzt wird, dann wird wohl auch das Drehmoment begrenzt? Das Getriebe hat doch schließlich auch seine Grenzen?Wie hoch ist also das max. zur Verfügung stehende Drehmoment bei max. möglicher Leistung im Yaris?Hat Toyota auch dazu irgendwo Infos? Quote Selected
Re: wie errechnet sich die Systemleistung? Antwort Nr. 7 – 10. November 2012, 12:14 Ich hab grad noch ein wenig im Netzt wegen dem Drehmoment recherchiert, hab aber keine konkreten Daten gefunden. Aufgrund des Planetengetriebes, welches die Kraft vom Verbenner und vom Stromer ideal kombiniert, wird es schwierig DAS maximale Drehmoment zu errechnen geschweige denn zu erreichen. Auch läuft der Stromer meist weit unter seiner Maximalleistung. Da der Akku nur innerhalb eines kleinen Entladefensters angezapft wird wäre das sonst Ratz Fatz geleert und der Akku müsstenzur weiteren Entladung in einen Bereich gefahren werden der Lebensdauer kostet. So meine bescheidene Erfahrung, wenn ich Drehmoment brauche um den Traktor zu überholen, dann wird das meiste davon vom Benziner geliefert. Selbst wenn ich innerorts mal etwas kräftiger aufs Pedal trete springt der Benziner an. Mit dem Stromer kann man nur fein dosiert fahren und auch nur relativ eben. Sobald es etwas bergauf geht hilft der Benziner mit. Die Leistung des Stromers wird wohl zu Gunsten eines langlebigen Akkus und der Wirtschaftlichkeit eher in homöopathischen Dosen in die Gesamtleistung eingebracht.Aber auch Homöopathie soll ja heilende Effekte haben;)LG Manu Quote Selected
Re: wie errechnet sich die Systemleistung? Antwort Nr. 8 – 10. November 2012, 17:39 Die Drehmomentfrage ist die häufigste Fehleinschätzung beim Toyota HSD !Das Drehmoment und die Unterstützung der E-Maschine ist jedenfalls begrenzt durch 120 Ampere Sicherungen die im HV Stromkreis sitzen.Eine davon wohl im Service Stecker des HV Akkus, im Inverter gibt es auch noch welche, die nicht User Serviceable sind!Weiter begrenzen die Kabelquerschnitte ein angebliches Drehmoment von 400 oder mehr Nm. Die Systemleistung ist relevant und wird von verschiedenen Komponenten des HSD geregelt und auch begrenzt.- unter anderem von Füllstand des HV Akku's- Sicherungen , Kabelquerschnitte Genauere Daten habe ich noch nicht. ( Die Frage kommt logischerweise )Eine weitere interessante Tatsache ist die die PS Einstufung der Versicherung, der Toyota+Lexus Hybriden. Quote Selected
Re: wie errechnet sich die Systemleistung? Antwort Nr. 9 – 10. November 2012, 17:49 Zitat von: Sly – am 10. November 2012, 17:39...Weiter begrenzen die Kabelquerschnitte ein angebliches Drehmoment von 400 oder mehr Nm. ...War da nicht was, das Toyota die Angabe beim Wechsel von PII auf PIII von 478Nm auf ca. 280Nm angepasst hat? Verglichen mit meinem Vorwagen der 210Nm hatte, halte ich die 280 für realistisch. Zumindest bei gemäßigten Geschwindigkeiten. Quote Selected
Re: wie errechnet sich die Systemleistung? Antwort Nr. 10 – 10. November 2012, 17:59 Ja, das maximale THEORETHISCHE Drehmoment des großen Motorgenerators (2) beim Prius 3 ist auf knapp die Hälfte geschrumpft.Dafür sitzt ein Untersetzungsgetriebe dahinter, um das Drehmoment wieder aufzudoppeln.Der Größen und Materialmäßig geschrumpfte MG2 des Prius 3 dreht dafür auch doppelt so viel , da er gekapselt ist. ~ 6000 UPM Prius 2 ~ 12000 UPM Prius 3Das Drehmoment ist daber technisch begrenzt. ( siehe unten ) Quote Selected Zuletzt geändert: 11. November 2012, 11:56 von Sly
Re: wie errechnet sich die Systemleistung? Antwort Nr. 11 – 11. November 2012, 13:47 Huhu,Die angegebene Systemleistung ist in der Tat ungefähr die "Batterieleistung" plus die Leistung des Verbrennungsmotors.Das die Sicherungen und Kabelquerschnitte hier begrenzen: Jein....So ein Motor besteht ja aus einem (drehbaren) Magneten und Spulen mit Eisenkernen drumherum... Wenn ich die Spulen unter Strom setze magnetisiere ich das Eisen mit, wodurch schnell Drehmoment aufgebaut wird. Irgendwann erreiche ich jedoch einen Punkt, wo das Eisen maximal magnetisiert ist, also die Magnetkraft des Eisens wird auch bei größeren Strömen nicht mehr stärker... Ich gewinne zwar trotzdem bei mehr Strom noch Kraft, da das elektrische Feld selbst ja auch Kräfte freisetzt aber in viel kleinerem Maße. Die Motorspulen selbst haben jedoch einen Widerstand und je höher der Strom, desto mehr Leistung verbrate ich an diesem Widerstand und heize damit nebenbei die Spulen kräftig auf. Bedeutet also mein Wirkungsgrad verschlechtert sich bei steigendem Strom rapide, da der Anteil an Leistung der in den Spulen verheizt wird ansteigt. Irgendwann wäre die Kühlung überfordert, die Maschine würde durchbrennen. So gibt der Motor schonmal konstruktiv einen Maximalstrom vor den man nicht überschreiten sollte.Bei der Batterie sieht es ähnlich aus: Auch diese hat einen maximalen Stromfluss, bei dessen Überschreitung die Ausgangsspannung überdeutlich zusammenbricht, gleichzeitig aber auch viel Hitze in der Batterie entsteht. Die Lebensdauer geht runter. Da gerade der Prius aber seine Batterie ja für ein ganzes Autoleben schonen möchte ergibt sich auch hier eine Maximalleistung.Kompliziert, aber damit haben wir jedoch beim Fahren nix zu tun, sondern die elektronische Steuerung sorgt über den Inverter vorne dafür das diese Maximalleistungen auch eingehalten werden. Die von Sly erwähnten Sicherungen und Kabelquerschnitte sind natürlich an diese Leistungen angepasst. Dadurch können sie wenn im Fehlerfall plötzlich abnormale Ströme fließen die Anlage vielleicht vor schlimmeren bewahren, haben allerdings im Normalbetrieb gar nix zu tun, darum kann man wohl nicht alle wechseln. Selbst wenn der Motor einen Kurzschluss bekäme, würde das im Normalfall von der Steuerung erkannt und runtergeregelt bevor überhaupt eine Sicherung auslösen kann. Darum konnten die (glücklicherweise) wenigen vornehmlich P1-Fahrer die es mit defekten E-Maschinen erwischt hat den Wagen immer noch in die Werkstatt fahren.Kommen wir zum "Problem" der Systemleistung:Wenn der Hybrid-Toyota anfährt, muß der elektrische Zweig praktisch fast die volle Leistung des Verbrenners übertragen. Das schafft er jedoch nicht. Würde der Verbrenner im Stand auf Höchstdrehzahl laufen, würde der MG1 auseinanderfliegen. Bedeutet also das beim Losfahren immer ein Teil der Leistung aus der Batterie kommen muß! Beim P1 war das besonders extrem, da konnte erst ab über 100 Km/h auch die volle Verbrennerleistung übertragen werden, so das auch bei über 100 erst die Systemleistung erreicht wurde. Das ist der Nachteil, der HSD-Technik. Der MG1 kann nicht soviel Strom erzeugen wie er möchte, sondern muß soviel Strom erzeugen das er das Drehmoment des Verbrenners hält und gibt einen Teil davon direkt an den MG2 weiter. Der treibt das Auto mit an. Zusätzliche Leistung aus der Batterie kommt u.U. noch dazu, also der MG2 muß die Leistung vom MG1 und die Batterieleistung gleichzeitig aufnehmen. Darum ist er so stark! Darum ist aber auch die Systemleistung eben kleiner als Verbrennerleistung+ Leistung MG2, und steht nicht bei jedem Tempo voll zur Verfügung.Ich hoffe ich habe mich da einigermaßen verständlich ausgedrückt, wenn nicht einfach fragen. Nette Grüße,Thomas. Quote Selected
Re: wie errechnet sich die Systemleistung? Antwort Nr. 12 – 11. November 2012, 14:07 Danke Thomas für diese Erklärung!Die eigentliche Frage bleibt aber noch offen. Welches max. Drehmoment steht nun unter optimalsten Bedingungen zur Verfügung?Wenn das wirklich mehr ist als in der PS-Klasse üblich ist, warum wirbt dann Toyota nicht damit?Gibt es Berichte von Prüfstand-Tests? Ich weiß, dass diese nicht unbedingt aussagekräftig sind. Dazu hatten wir schon viele Diskussionen in anderen Foren. Aber interessant wäre sowas trotzdem.Ich neige dazu so einen Test mit meinem Yaris durchzuführen, sobald meine Sommerreifen drauf sind und der Motor auch eingefahren ist. Dann natürlich mit vollen Akku. Aber weil ich an meinen Prüfstand etwas zweifle, würde ich an einem Tag gerne auf 2 verschiedene Prüfstände fahren, um Vergleichswerte zu haben. Den 2. Prüfstand, der auch Drehmoment messen kann, ist aber noch nicht gefunden. (erster steht in Amberg, zweiter sollte auch irgenwo in der Nähe von Regensburg sein)Es geht mir dabei weniger um die genaue Darstellung/Spezifikation von Motorwerten. Dazu ist ein Rollenprüfstand nicht genau genug. Mich interessiert einfach das Ergebnis eines solchen Tests beim Hybrid, gerade auch weil ich 2 Prüfstände besuchen will... Quote Selected
Re: wie errechnet sich die Systemleistung? Antwort Nr. 13 – 11. November 2012, 15:32 Hallo nochmal,Also die Leistungsprüfstandswerte würden mich auch brennend interessieren. Hab ernsthaft keine Ahnung was genau dabei rauskommt. Das mit dem Drehmoment ist so eine Sache...Beim P2 war das Drehmoment vom MG2 400 Nm, was ja deutlich mehr ist als beim Verbrennungsmotor. Beim P3 ist es zwar niedriger, dafür macht die E-Maschine 12.000 Touren! Das könnte man ja auch werbewirksam schlachten, ist Rennsportniveau. Dies sind allerdings ja Zahlenspiele innerhalb des Antriebssystemes, die nix mit dem zu tun haben was wirklich hinten raus kommt. Und da würde die Motorpresse bestimmt drauf rumreiten, darum lässt man das mit der Werbung.Beim Elektroauto ist es ja auch so, mit 60 PS fährt es einem 80 PS Verbrenner beim Anfahren völlig davon. Allerdings wird bei elektrischen Antriebssystemen der Maximalstrom immer geregelt, man schaltet also nie den Batteriestrom einfach drauf wie beim Bohrmaschinenmotor. Wenn jetzt das Motorsteuergerät vom E-Auto die Batterie schonen möchte wird vielleicht auch die Beschleunigung runtergeregelt.Solche Regelsysteme gibts aber auch schon beim Verbrenner, das z.B. beim Anfahren das Drehmoment begrenzt wird um dadurch Antriebskomponenten zu schonen, so das auch hier 100 PS bei dem einen Auto ganz anders rüberkommen wie bei dem Anderen.Darum ist die Aussagekraft solcher Zahlen begrenzt, da sagen Werbefilme wie der mit dem Kaffee schon mehr aus. Und den Yaris z.B, finde ich wirklich flott. Man muß auch die "Alltagsleistung" betrachten. Ich habe mal einen BMW probegefahren, wenn man beim Losfahren die Motordrehzahl niedrig gehalten hat kam der trotz eigendlich kräftiger Maschine nur so Lala in Gang. Am Berg musste man die Kupplung immer bei mindestens 3000 Touren kommen lassen und dann den Ersten bis über 4.000 ziehen, klang dann natürlich angestrengt. Der Yaris dagegen setzt sich auch bergauf wesentlich lockerer in Bewegung, auch wenn beim "Rennen" der BMW natürlich schneller gewesen wäre.Nette Grüße,Thomas. Quote Selected
Re: wie errechnet sich die Systemleistung? Antwort Nr. 14 – 11. November 2012, 18:22 Zitat von: R-Adi – am 11. November 2012, 14:07Die eigentliche Frage bleibt aber noch offen. Welches max. Drehmoment steht nun unter optimalsten Bedingungen zur Verfügung?Wenn das wirklich mehr ist als in der PS-Klasse üblich ist, warum wirbt dann Toyota nicht damit?Ich bin kein Techniker, habe mir aus den einschlägigen Lektüren aber mal folgendes zusammengereimt:Die gängigen Drehmomentangaben beziehen sich auf das Drehmoment, welches an der Welle eines Motors anliegt, beim Verbrenner ist das die Kurbelwelle. Eh dieses Drehmoment an den Rädern ankommt läuft es noch durch das Getriebe, die Achsübersetzung etc. Das führ bei identischem Motordrehmoment in unterschiedlichen Fahrzeugen zu recht unterschiedlichen Ergebnissen am angetriebenen Rad. Zusätzlich verkompliziert wird das Ganze beim HSD durch die Leistungsverzweigung, wo ja Leistungen und Drehmomente der beiden E-Motoren und des Verbrenners im PSD lustig zusammengemischt werden.Drehmomentangaben taugen somit eher zum Vergleich von Motoren untereinander als von Fahrzeugen, und so werden sie ja auch benutzt. Insofern ist es eigentlich (für Vergleichszwecke) ziemlich Wurscht, wieviel von den 110+169 Nm z. B. beim Yaris HSD hinten rauskommt, weil ja auch keiner ausrechent, wieviel z. B. bei einem Diesel mit zufällig genau 279 Nm hinten rauskommt.Dazu kommt, dass die Drehmomentkurven ja auch asynchron verlaufen und bei den ständig mehr oder weniger unabhängig voneinander geregelten Drehzahlen der drei Motoren vermutlich in jeder Sekunde ein anderes Drehmoment anliegt.Trotzdem sollte es natürlich ein theoretisches Maximum geben, das ich aber auch nicht kenne Quote Selected
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