Maximaler Ladestrom bei Energierückgewinnung

[neusceni]

Vorab: Diesen Beitrag htte ich versehentlich unter Scenic I eingestellt hier nun vielleicht der richtige Ort

Hallo,
wer kennt sich mit der Bremskraftrückgewinnung aus?

Meines Wissens kann man die Fahrzeugbatterie mit einem maximalen Strom von 1/10 C laden. Also bei 100 Ah mit einem Ladestrom von 10 A.

Wenn ich nun in 10 s mein Fahrzeug im Schub abbremse, dann würde ich bei einer Ladespannung von etwa 14 V eine Energie von 1,4 kWs zurückgewinnen.
Bremse ich das Fahrzeug dabei von 60 km/h auf 30 km/h ab, dann wären das stark gerundet etwa 1/100 der Bremsenergie. Das scheint mir für einen solchen Reklamerummel der Fahrzeugindustrie etwas dürftig.

Als Optimist sage ich , dass mir wohl ein Fehler unterlaufen sein müßte. Wenn nun aber der Ladestrom deutlich größer sein sollte, dann müßte die Lichtmaschine als wirksame Bremse wohl eher über eine Kette angetrieben werden? Ist das so ? Wer kennt sich damit aus?
Grüße

[AwL1KaC0]

Ich komme sogar nur auf 0,4%:

E = m * v2 / 2

Bremsenergie:
1,6 t * ((60km/h)2) - (30km/h)2))
= 1600 * ((16 2/3)2 - (8 1/3)2) kg*m2/s2
= 333.067 J

Rückgewinnung:
1.400 / 333.067 = 0,42%

Die gibt's auch nur, wenn die 1,4kW die Netto-Ladeleistung der Batterie sind - normalerweise geht von den 10A ja etwas verloren.

Ich denke, sowohl deine Rechnung als auch deine Einschätzung des Werberummels der Industrie sind richtig. Einen Kettenantrieb hat die Lichtmaschine jedenfalls sicher nicht. Man merkt auch keine besondere Bremswirkung im Schub (allerdings fehlt mir der Vergleich). Es steht ja auch nur ein Teil der Batteriekapazität für die Rückgewinnung zur Verfügung - ich meine, einmal etwas von 20% gelesen zu haben, d.h. die Lichtmaschine lädt sozusagen ganz normal bis 80%, darüber hinaus nur im Schub.

[talearingplus]

Bei einem Elektrofahrzeug geht es darum möglichst viel Energie in die Fahrbatterie zurückzuspeisen anstatt in den Bremsscheiben zu verheizen. Deshalb ist dort auch die Schubwirkung viel höher.

Anders als bei Elektrofahrzeugen geht es bei der "Energierückgewinnung" in Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor nicht primär darum möglichst viel Energie zurückzuholen (so groß ist die Batterie ja gar nicht), sondern es geht darum das Aufladen der Batterie in die Fahrsituationen zu legen in denen es am sinnvollsten ist. Das ist nunmal der Schubbetrieb, aber deshalb muss man nicht einen extra hohen Ladestrom abzapfen und damit das Fahrzeug stärker als normal verzögern oder die Lichtmaschine gar mit einer Kette antreiben.

[frankpat]

Es geht den Firmen letztendlich darum, einen möglichst geringen Treibstoffverbrauch und CO2-Ausstoß angeben zu können.

Schätzen wir einmal ab, welche Verminderung des Treibstoffverbrauches infolge "Energierückgewinnung" beim Bremsen erreichbar wäre. Ohne Änderungen an Lima, Kabel und Batterie.

Ein üblicher Pkw wird eine Lichtmaschine mit 300W haben.
Läuft die ununterbrochen voll ausgelastet, wird ein Diesel ca 0,15l/h mehr verbrauchen, ein Benziner ca 0,2l/h mehr.
Pro Stunde(!), die Lima interessiert die Geschwindigkeit ja nicht.
Bei 100km/h wären das 0,15 bzw 0,2 l/100km mehr. Bei 50km/h wären das 0,3 bzw 0,4l/100km mehr.

Nehmen wir an, ein Pkw läuft 10% seiner Laufzeit im Schub, dann verringern sich die oben angeführten Werte um diese 10%.
Es ergibt sich daher durch die Ladung im Schub eine Verringerung des Treibstoffverbrauches um 0,015 bis 0,04l/100km.

Die bisherige Berechnung geht von einer ununterbrochen voll ausgelasteten Lima aus.
Tatsächlich wird die Auslastung wesentlich geringer sein.
Also sind die letzgenannten Werte nochmals zu reduzieren, auf die Hälfte oder noch weniger.

Um auf eine meßbare Treibstoffverminderung zu kommen, muß also Lima und Batterie wesentlich verändert werden.
Zumindest muß im Schubbetrieb kurzzeitig eine wesentlich höhere Leistung der Lima ermöglicht werden.
Die Batterie muß diese höheren Ladeströme ohne Lebensdauerverlust wegstecken.
Die Kabel sind eher unproblematisch, sie halten ja die noch höheren Ströme beim Starten aus.

Gruß
Frank

[AwL1KaC0]

Mein Freundlicher erwähnte eine Lichtmaschinenleistung von 900W. Im Stadtverkehr oder in hügeligem Gelände macht der Schubbetrieb eher 30% als 10% aus. Wenn ich in der Stadt im Durchschnitt 25km/h schnell fahre, spare ich also ca. 0,45 l/h * 0,3 / (25 km/h) = 0,54 l/100 km.

In der Praxis ist das natürlich unerreichbar, weil die Lichtmaschine ja nicht immer mit voller Leistung laden kann, denn irgendwann ist die Batterie geladen, und außerdem laufen die elektrischen Verbraucher auch im Schub weiter. Aber die von Renault angegebenen 3% bzw. ca. 0,15l/100km erscheinen mir realistisch - im reinen Stadtverkehr möglicherweise auch mehr.

Gruß
Andreas

[neusceni]

Beitrag von AwL1KaC0 » 28.09.2012, 12:34
Ich komme sogar nur auf 0,4%:

E = m * v2 / 2

Bremsenergie:
1,6 t * ((60km/h)2) - (30km/h)2))
= 1600 * ((16 2/3)2 - (8 1/3)2) kg*m2/s2
= 333.067 J

Rückgewinnung:
1.400 / 333.067 = 0,42%

Die gibt's auch nur, wenn die 1,4kW die Netto-Ladeleistung der Batterie sind - normalerweise geht von den 10A ja etwas verloren.

Ja ich habe optinistisch gerechnet http://www.scenic-forum.de/scenic/posti ... 84&t=14051#


Beitrag von talearingplus » 28.09.2012, 13:10

" ... es geht darum das Aufladen der Batterie in die Fahrsituationen zu legen in denen es am sinnvollsten ist. Das ist nunmal der Schubbetrieb, aber deshalb muss man nicht einen extra hohen Ladestrom abzapfen und damit das Fahrzeug stärker als normal verzögern ..."

Mit einem höheren Ladestrom wäre aber die rückgewinnbare Energie höher .

Fra

Es geht den Firmen letztendlich darum, einen möglichst geringen Treibstoffverbrauch und CO2-Ausstoß angeben zu können.
Frank

nk

-Das ist wohl der Hauptpunkt, es klingt ja auch zu gut und beruhigt das Verbrauchergewissen.

Fra

Schätzen wir einmal ab, welche Verminderung des Treibstoffverbrauches infolge "Energierückgewinnung" beim Bremsen erreichbar wäre. Ohne Änderungen an Lima, Kabel und Batterie.

Ein üblicher Pkw wird eine Lichtmaschine mit 300W haben.
Läuft die ununterbrochen voll ausgelastet, wird ein Diesel ca 0,15l/h mehr verbrauchen, ein Benziner ca 0,2l/h mehr.
Pro Stunde(!), die Lima interessiert die Geschwindigkeit ja nicht.
Bei 100km/h wären das 0,15 bzw 0,2 l/100km mehr. Bei 50km/h wären das 0,3 bzw 0,4l/100km mehr.

Nehmen wir an, ein Pkw läuft 10% seiner Laufzeit im Schub, dann verringern sich die oben angeführten Werte um diese 10%.
Es ergibt sich daher durch die Ladung im Schub eine Verringerung des Treibstoffverbrauches um 0,015 bis 0,04l/100km.

Die bisherige Berechnung geht von einer ununterbrochen voll ausgelasteten Lima aus.
Tatsächlich wird die Auslastung wesentlich geringer sein.
Also sind die letzgenannten Werte nochmals zu reduzieren, auf die Hälfte oder noch weniger.

Um auf eine meßbare Treibstoffverminderung zu kommen, muß also Lima und Batterie wesentlich verändert werden.
Zumindest muß im Schubbetrieb kurzzeitig eine wesentlich höhere Leistung der Lima ermöglicht werden.
Die Batterie muß diese höheren Ladeströme ohne Lebensdauerverlust wegstecken.
Die Kabel sind eher unproblematisch, sie halten ja die noch höheren Ströme beim Starten aus.

Gruß
Frank

nk
Ich denke mal die Lima wird dennoch auch im Normalbetrieb mitlaufen, denn auch die Ladebilanz sieht schlecht aus.

Beispiel Ampelstopp
Bremsen im Schub vor der Ampel günstigsten Falls 5 s x 10 A = 10 As kommen in die Batterie. Jetzt Start Stopp 0,5 s x 120 A = 60As kommen zum Start aus der Batterie . Zum Ausgleich der Strombilanz sind weitere 6 Verzögerungsmanöver nötig.

Das sind so meine Gedanken vor dem Kauf des Scenic 3 mit SS. Zur Zeit fahre ich noch den 130 TCe, aber es wird wohl doch bald der 131 DCi sein- Das Auto gefällt mir einfach. In der Energiebilanz , die sich bei mir in der Tasche bemekbar macht, wiegt halt der Übergang von Benzin nach Diesel deutlich mehr . Zwischen VK alt und K neu muß man halt schlucken, aber ich bin auch 60 Tkm mit dem TCe sehr zufrieden unterwegs gewesen.

Mein Freundlicher erwähnte eine Lichtmaschinenleistung von 900W. Im Stadtverkehr oder in hügeligem Gelände macht der Schubbetrieb eher 30% als 10% aus. Wenn ich in der Stadt im Durchschnitt 25km/h schnell fahre, spare ich also ca. 0,45 l/h * 0,3 / (25 km/h) = 0,54 l/100 km.

In der Praxis ist das natürlich unerreichbar, weil die Lichtmaschine ja nicht immer mit voller Leistung laden kann, denn irgendwann ist die Batterie geladen, und außerdem laufen die elektrischen Verbraucher auch im Schub weiter. Aber die von Renault angegebenen 3% bzw. ca. 0,15l/100km erscheinen mir realistisch - im reinen Stadtverkehr möglicherweise auch mehr.

Gruß
Andreas

Das ist mal was LIma stärker - Batterie muß höheren Strom vertragen - Ladebilanz günstiger - Energiebilanz besser.

Gruß

Übrigens die Beatterie soll wohl um die 270 € kosten.

[neusceni]

Bin wieder ein Stück weiter gekommen.
Die Gelbatterien vertragen, geduldet von der Bordelektronik, Ladeströme bis 2 / 10 der Ladekapazität bei einer Ladespannung von etwa 15 V. Daraus würde sich ein Ladestrom von 16 bis 20 A ergeben. Bei einem Verzögerungsprozeß von 10 s kämen da 160As bis 200As heraus. Ein vorausgegangener Startprozeß von 1 s mit 200 A hätte dann 200As aus der Batterie entzogen. Die Bilanz würde dann annähernd Ausgleich lauten. Das ist nun nicht gerade die gewaltige Energierückgewinnung. Es handelt sich nun aber um Nettoenergiwerte der Größenordnung von 300 Ws. Bei einem Motor-Wirkungsgrad von 40% müßte also der Motor etwa 750 Ws durch Treibstoff zuführen, die somit erspart bleiben.
Des weiteren habe ich erfahren, dass bei einer Bettrieladung von > 80% wohl die meisten, wenn nicht gar alle elektrischen Verbraucher ihren Strom aus der Battrie entziehen. Das bedeutet, bei jedem Verzögerungsprozeß während einer Fahrt würde Energie zurückgewonnen, die dann auch tatsächsich verbraucht wurde.
Beispiel Nachtfahrt mit Licht und Gebläse. Eh die Lima unter Last anspringt liefert die Batterie erstmal etwa 16 Ah ( vorsichtig gerechnet). Bei einem Bordverbrauch von 16 A käme dann 1h Fahrzeit ohne Lima - Last heraus. Jeder Lauf im Schubbetrieb würde dann die genannte Laufzeit im Battriebetrieb um die Schubfahrtsekunden verlängern. Aus dieser Sicht nimmt für mich nun das neue Energiemanagment einen höheren Stellenwert an, als ich dies zunächst erwartet habe. Meine Schlußfolgerung wäre somit.
Statt harte Verzögerung mittels maximalem Bremsens mit der Fußbremse eine Verzögerung im Schubbetrieb durch Zurückschalten zu ersetzten , etwa bei Autobahnausfahrten, Parkplätzen oder dem Einordnen usw. Natürlich im Einklang mit den momentanen Verkehrsbedingungen.
Bei Tagfahrten, dürften somit die elektrischen Verbraucher fast ohne Kraftstoffenergiezufuhr annähernd allein aus der Bremsenergierückgewinnung bedient werden. Besonders deutlich sollten deshalb die Einsparungen in Bergregienen zu verzeichnen sein.

Für mich ist das momentan Theorie, da ich das Fahrzeug noch nicht habe. Was die Praxis zeigt, können nur die gegenwärtigen Beszitzer bestätigen oder negieren. Vielleicht kann das ja mal jemand bewußt und gezielt über längere Zeit austesten.
Gruß



da ich das Fahrzeug noch nicht habe

[AwL1KaC0]

Meine Schlußfolgerung wäre somit.
Statt harte Verzögerung mittels maximalem Bremsens mit der Fußbremse eine Verzögerung im Schubbetrieb durch Zurückschalten zu ersetzten , etwa bei Autobahnausfahrten, Parkplätzen oder dem Einordnen usw. Natürlich im Einklang mit den momentanen Verkehrsbedingungen.
Bei Tagfahrten, dürften somit die elektrischen Verbraucher fast ohne Kraftstoffenergiezufuhr annähernd allein aus der Bremsenergierückgewinnung bedient werden. Besonders deutlich sollten deshalb die Einsparungen in Bergregienen zu verzeichnen sein.

Für mich ist das momentan Theorie, da ich das Fahrzeug noch nicht habe. Was die Praxis zeigt, können nur die gegenwärtigen Beszitzer bestätigen oder negieren. Vielleicht kann das ja mal jemand bewußt und gezielt über längere Zeit austesten.

Hm - abschalten kann man die Rekuperation ja nicht. Wie stellst Du dir das Experiment vor? Die gleiche Strecke mit Ausrollen/Bremsen ein- oder besser mehrmals ohne und einige Male mit Zurückschalten und den Verbrauch vergleichen? Welchen Verbrauchsunterschied würdest Du erwarten?

Dass man auf hügeliger Strecke weniger braucht, glaube ich bestimmt - ich hab's nämlich schon gemessen. Allerdings war das schon bei meinem alten Golf I mit Versagermotor und ohne Schubabschaltung so.

[AwL1KaC0]

Die Gelbatterien vertragen, geduldet von der Bordelektronik, Ladeströme bis 2 / 10 der Ladekapazität bei einer Ladespannung von etwa 15 V.

Soweit ich weiß, ist im Scénic eine Vlies-Batterie eingebaut.

Des weiteren habe ich erfahren, dass bei einer Bettrieladung von > 80% wohl die meisten, wenn nicht gar alle elektrischen Verbraucher ihren Strom aus der Battrie entziehen. Das bedeutet, bei jedem Verzögerungsprozeß während einer Fahrt würde Energie zurückgewonnen, die dann auch tatsächsich verbraucht wurde.

Hast Du diese Information konkret für das im Scénic verwendete System (woher)?

Gruß
Andreas

[neusceni]

Hallo Andreas , erstmal eine Antwort auf die leichteren Fragen

Die Gelbatterien vertragen, geduldet von der Bordelektronik, Ladeströme bis 2 / 10 der Ladekapazität bei einer Ladespannung von etwa 15 V.

Soweit ich weiß, ist im Scénic eine Vlies-Batterie eingebaut.

Ja das ist so.

Des weiteren habe ich erfahren, dass bei einer Bettrieladung von > 80% wohl die meisten, wenn nicht gar alle elektrischen Verbraucher ihren Strom aus der Battrie entziehen. Das bedeutet, bei jedem Verzögerungsprozeß während einer Fahrt würde Energie zurückgewonnen, die dann auch tatsächsich verbraucht wurde.

Hast Du diese Information konkret für das im Scénic verwendete System (woher)?

Das habe ich aus dem Web und aus Gesprächen mit verschiedenen Werkstattmeistern erfahren. Rekuperation ist ja nicht nur Thema von Renault, sondern bei fast allen Herstellern ein Thema mit unterschiedlicher Relevanz.
Gruß