Priusfreunde.de

fritzr schrieb:
Bezeichnet "Eigenverbrauch" die Verluste im elektrischen Pfad abzgl. der Verluste der MGs bei Energieumwandlung, da die ja schon im Kennfeld berücksichtgt werden?Nein, es ist einfach der Verbrauch durch die Bordelektronik, Beleuchtung, Zündung etc. Dürfte irgendwo zwischen 200 und 1000 W liegen. Die Verluste im elektrischen Pfad sind durch die MG-Wirkungsgrade und den Inverter-Wirkungsgrad berücksichtigt. Der Einfachheit halber habe ich den (recht hohen) Inverter-Wirkungsgrad in der Formel oben nicht drin. Wenn man es ganz genau haben will, dann muss der mit rein.

proprius schrieb:
Der Einfachheit halber habe ich den (recht hohen) Inverter-Wirkungsgrad in der Formel oben nicht drin. Wenn man es ganz genau haben will, dann muss der mit rein.
Nur als Hinweis gedacht:
Beim P3 gibt es Eco, Normal & PowerMode. In allen 3 Modi ändert sich der Inverterwirkungsgrad. Habe ich irgendwo im Internet nachlesen können (mit Angaben). Ich meine sogar, Du hättest das selbst schon verlinkt gehabt....
Im P2 variiert jedoch nichts.
Gruß
hybridfan5

Hybridfan5 schrieb:
Beim P3 gibt es Eco, Normal & PowerMode. In allen 3 Modi ändert sich der Inverterwirkungsgrad.

Bist Du sicher? Ich war bisher immer davon ausgegangen, dass sich dadurch nur das Ansprechverhalten des Gaspedals (oder sollte ich das beim Prius eher als Äntriebsleistungssollwertgeber bezeichnen?) ändert. Außerdem wird im Eco-Modus auch eine größere Schwankungsbreite der Innenraumtemperatur zugelassen, um die Effizienz weiter zu steigern. Dass sich der Inverter-Wirkungsgrad ebenfalls ändert, wäre mir neu. Was wäre denn der Grund dafür, den Wirkungsgrad schlechter zu machen, als er sein könnte? Mehr Power kann man mit einem schlechteren Wirkungsgrad nicht erzielen, und "eco"-nomischer ist ein schlechterer Wirkungsgrad auch nicht. Ich lasse mich aber gerne belehren.

Ein Hallo nach Kanada !
Also ich bin mir 2x sicher.
a) proprius hat in einem anderen Thread einen Link auf das "pdf", was ich jetzt unter Hunderten auf meinem Rechner dieses Jahr aus Zeitmangel nicht mehr wiederfinden werde. Ein ausdrückliches Sorry !!!
b) aus meinem Gedächtnis: Im Eco, Normal und PowerMode wird mit unterschiedlichen AC-Spannungen gearbeitet. Der HV Akku liefert DC, daraus wird 500 VAC und höhere Werte für die Elektromotoren generiert. Je nach Betriebsmodus. Daraus resultiert letztendlich ein anderer Wirkungsgrad des Inverters, weil mit anderen Spannungen gearbeitet wird. Das ist dann reine Elektrotechnik-Mathematik.

Mehr kann ich augenblicklich nicht sagen. Ich denke aber, das reicht auch als Ansatz zum Verständnis.
Ggf. ändert sich allein dadurch die Kennlinie zum Antrieb (was wir als Gaspedalkennlinie bezeichnen). Ich bin aber nicht sicher, ob der ICE vielleicht auch anders "bedient" wird. Der P3 hat 3 Kennlinien, da 3 unterschiedliche Spannungen, der YHSD hat 2. P+ & Auris2 kenne ich leider nicht. Die Wirkungsgradunterschiede am Inverter sind aber wohl im 3% Bereich, rein aus dem Gedächtnis.

Viele Grüße
Hybridfan5

Edit:
proprius hat die pdf Dateien in seiner Antwort hier drunter benannt. Danke dazu !!!
Es gibt sie ebenso hier:
ecee.colorado.edu/~ecen5017/notes/OakRidge_2010Prius.pdf
ecee.colorado.edu/~ecen5017/notes/OakRidge_2004Prius.pdf

Hybridfan5 schrieb:
Beim P3 gibt es Eco, Normal & PowerMode. In allen 3 Modi ändert sich der Inverterwirkungsgrad.Es ist sogar noch etwas komplizierter, aber guter Hinweis. Daran hatte ich nicht gedacht.

Die Gleichspannung der Batterie (nominell 201,6 V) wird im Inverter bei Bedarf auf bis zu 500 V (P2) bzw. 650 V (P3) Gleichspannung angehoben bevor sie für die MGs auf 3-Phasen-Wechselspannung umgewandelt wird. Wenn man beim P3 die Eco-Taste drückt, dann geht auch der P3 nur bis maximal 500 V. Die Spannung ist variabel im Bereich von Batteriespannung bis Maximum, je nach Anforderung. Ob beim P3 im Power-Bereich die Spannung generell etwas höher ist als im Normal-Modus bin ich mir nicht sicher, wäre aber möglich.

Untersucht hat den Wirkungsgrad das Oak Ridge National Laboratory. Im Papier für den P2 findet man es auf Seite 34 (gedruckte Seitenzahl im Dokument, nicht PDF-Seite) und im Papier für den P3 findet man es auf Seite 64-65. Die Dokumente sind auch in meinem Matlab-Script verlinkt.

Beim P2 ist jedoch die Höhe der Gleichspannung nicht angegeben. Beim P3 ist es für 3 verschiedene Spannungen angegeben. Trotzdem kann auch der P2 seine Spannung von 201,6 bis 500 V variieren. Ich vermute, dass beim P2-Diagramm die Variation der Spannung schon berücksichtigt wurde und immer vom bestmöglichen Wirkungsgrad ausgegangen wird.

100 % Genauigkeit werden wir hier leider nicht hinbekommen, aber wir berücksichtigen schon viel mehr Faktoren als andere, die z. B. nur den Wirkungsgrad des ICE betrachten und den Wirkungsgrad des elektrischen Pfades als konstant annehmen oder gar nicht beachten.

Praktisch anschauen kann man sich die variable Spannungserhöhung im von mir gerne zitierten Yaris HSD Video ("VB Boost"). Beachten, dass Yaris nur 144 V nominelle Batteriespannung hat.

proprius schrieb:
Wir brauchen mehr solche Messungen, dann haben wir Fakten statt Meinungen. Hast Du noch die Batterieleistung dazu? Dann könnte man auch das MG2-Drehmoment bewerten.Ich habe mal über Weihnachten eine Hin- und Rückfahrt mit Torque aufgezeichnet (ziemlich identische Wegstrecke). Am 25.12. fuhr meine Lebensgefährtin, ich am 28.12. Die Daten sind nur sehr grob gesichtet bisher. Habe noch keinerlei Auswertungen damit gemacht.

Auf der Rückfahrt habe ich mal irgendwann (2. Datenhälfte) bei ca. 100 km/h paarmal den WFO-Mode nach proprius Anleitung getestet. Mal sehen, ob man das anhand der Daten finden kann.
Ansonsten viel Spaß bei der Analyse!

Hier noch die Quelle für meinen OBD2 Adapter. Falls jemand auch Lust zum Datensammeln hat:

www.ebay.de/itm/Mini-Bluetooth-OBD-2-OBD...=ADME:X:DERP:DE:1123

fritzr schrieb:
Hier noch die Quelle für meinen OBD2 Adapter. Falls jemand auch Lust zum Datensammeln hat:Vielen Dank für den Link. Meine Antwort ist im Thread Fahrtauswertung mit Torque.

proprius schrieb (am 18.04.2014 21:42):
... Darüber ist es so, dass die Beschleunigung mit steigender Geschwindigkeit steigt, man muss immer mehr Gas geben um MG1 bei 0/min zu halten. Das kann man entweder am ScanGauge sehen oder man schaut einfach auf den Momentanverbrauch am MFD...

Sorry fürs Leichenschänden an so einem alten Beitrag, aber dieser Sachverhalt ist mir an meinem P3 neulich auch aufgefallen beim Beobachten der HSD-Systemanzeige (also die Balkenanzeige) und ich bin fasziniert, hier zufällig über die theoretische Erklärung dazu gestolpert zu sein!
Meine Beobachtung war die folgende: wenn man mit dem P3 beschleunigt und dabei das Gaspedal so einstellt und hält, dass der Balken genau am Übergang von Eco nach Power steht (mutmaßlich der effizienteste Punkt für Beschleunigung), dann wandert die Balkenanzeige mit der Zeit langsam nach links bzw. man muss das Gaspedal langsam immer weiter durchdrücken, um den Balken bei steigender Geschwindigkeit an der gleichen Stelle zu halten.

Falls meine Beobachtung und Schlussfolgerung richtig sind, hätte ich noch eine einfachere Möglichkeit als die oben beschriebenen gefunden, um den optimalen Betriebspunkt anzupeilen.

P_Arthur schrieb:
Meine Beobachtung war die folgende: wenn man mit dem P3 beschleunigt und dabei das Gaspedal so einstellt und hält, dass der Balken genau am Übergang von Eco nach Power steht (mutmaßlich der effizienteste Punkt für Beschleunigung), dann wandert die Balkenanzeige mit der Zeit langsam nach links bzw. man muss das Gaspedal langsam immer weiter durchdrücken, um den Balken bei steigender Geschwindigkeit an der gleichen Stelle zu halten.

Falls meine Beobachtung und Schlussfolgerung richtig sind, hätte ich noch eine einfachere Möglichkeit als die oben beschriebenen gefunden, um den optimalen Betriebspunkt anzupeilen.

Der Verbrauch hat mit dem Eco-Balken leider nicht unmittelbar zu tun. Der Motor erreicht sein Effizienzmaximum von <220 g/kWh bei einer abgeforderten Leistung zwischen 10 und 30 kW. Das fühlt sich aus dem Stand durchaus nach Beschleunigung an, mit steigender Geschwindigkeit geht die Beschleunigung aber immer weiter zurück.

Gehen wir mal von dem Betriebspunkt 30 kW abgegebener Motorleistung aus. Hier verbraucht der Motor 220 g/kWh. Um den Prius 3 (angenommene 1500 kg) auf 100 km/h zu beschleunigen, brauchen wir 1.16 MJ oder 0.322 kWh. Bei dem angenommenen Betriebspunkt brauchen wir dafür 70.7 g bzw. knapp 0.1 l Kraftstoff (unter Vernachlässigung jeglicher Fahrwiderstände wie z.B. Reibung, Luftwiderstand). Der Beschleunigungsvorgang würde bei der gewählten Leistung 38.6 s dauern. Bei Erreichen der 100 km/h beträgt die Beschleunigung in diesem Beispiel nur noch 0.72 m/s^2, was einem Geschwindigkeitszuwachs von 2.6 km/h pro Sekunde entspricht. Bei 30 km/h lag die Beschleunigung unter den gegebenen Bedingungen noch bei 2.4 m/s^2, was einem Geschwindigkeitszuwachs von 8.64 km/h pro Sekunde entspricht.

Wie gesagt, ich habe hier ein paar Vereinfachungen vorgenommen. Insbesondere muss die abgegebene Motorleistung nicht notwendigerweise die Leistung sein, die an den Rädern ankommt. Wenn die Elektronik entscheidet, dass sie die Batterie laden will, wird dieser Anteil eben abgezweigt und steht für die Beschleunigung nicht zur Verfügung.

Es ist und bleibt aber richtig, dass der Verbrenner im effizientesten Bereich betrieben werden muss, um einen niedrigen Verbrauch zu erzielen. Die Eco-Anzeige ist dafür nur bedingt geeignet. Eigentlich bräuchte man entweder unmittelbar eine Anzeige in g/kWh oder -ganz einfach- einen Drehzahlmesser, um die Drehzahl zwischen ca. 1200/min und 3000/min zu halten (ideal sind 2200/min), denn hier ist die Effizienz am besten, siehe hier.

Die Eco-Anzeige suggeriert, dass weniger Gas geben grundsätzlich sparsamer ist, was so aber nicht stimmt. Wie gesagt, der spezifische Verbrauch pro kWh ändert sich zwischen 10 kW und 30 kW kaum, erst darüber steigt er an.

Gleichwohl sollte man das nicht zum Anlass nehmen, mehr Gas zu geben, denn der Wirkungsgrad des Antriebs ist nicht gleichzusetzen mit dem Benzinverbrauch. Der Verbrauch pro Kilowattstunde mag bei 120 km/h gegenüber 80 km/h tatsächlich niedriger sein, aber wenn ich nur 80 km/h fahre, benötige ich die extra Kilowattstunden ja erst gar nicht. Die habe ich ja nur gebraucht, um die Fahrwiderstände zu überwinden, die bei 120 km/h entsprechend höher ausfallen.

Grüße aus dem klirrend kalten (-28 °C) Ontario
CA-Klaus

Kein Problem, es dürfen beliebig alte Beiträge ausgegraben werden. Und es dürfen sich gerne mehr Leute an diesem Thread beteiligen.

P_Arthur schrieb:
Falls meine Beobachtung und Schlussfolgerung richtig sind, hätte ich noch eine einfachere Möglichkeit als die oben beschriebenen gefunden, um den optimalen Betriebspunkt anzupeilen.Vom Power-Meter des Auris I kann ich deine Beobachtung bestätigen. Allerdings habe ich keine Ahnung ob das wirklich der optimale Betriebspunkt ist. Dazu fehlen mir leider Torque-Aufzeichnungen. Zusätzlich müsste man noch das Power-Meter filmen (oder gibt es dafür eine PID?). Zweitens, siehe meine Antwort unten an CA-Klaus.

CA-Klaus schrieb:
Effizienzmaximum von <220 g/kWhIn g/kWh zu denken, und dabei den mit der Geschwindigkeit steigenden Energiebedarf in kWh nicht zu vergessen, ist schon mal sehr gut. Was du schreibst ist sicher richtig, bezieht sich jedoch nur auf den ICE-Wirkungsgrad.

Auf dem Weg vom ICE an die Räder kann Leistung nicht nur an die Batterie abfließen, sondern auch vom Inverter und den MGs in Wärme verwandelt werden. Das ist abhängig vom Wirkungsgrad des elektrischen Pfades und der Leistung, die darüber fließt. Darum geht es ja vor allem in meinen Berechnungen auf den ersten Seiten des Threads.

Nach den Messungen von fritzr bin ich mir jedoch nicht mehr ganz sicher, ob meine Berechnungen stimmen. Erste Auswertungsversuche deuten auf einen besseren Wirkungsgrad des elektrischen Zweiges, als ich in den Berechnungen angenommen habe. Damit wird es wieder wichtiger den ICE im optimalen Wirkungsgrad zu betreiben, so wie du es beschreibst. Ich bleibe dran an den Auswertungen und werde es dann hier veröffentlichen.

@proprius
Es wäre m.M.n. höchst interessant wenn Du Deine Wirkungsgraderkenntnisse bei einem Stammtisch o.ä. erläutern könntest?

Wie wäre es mit dem Rhein-Neckar-Stammtisch?

Zum Thema selbst habe ich leider keine Daten vorliegen (SGII).

Gruß alupo

alupo schrieb:
Es wäre m.M.n. höchst interessant wenn Du Deine Wirkungsgraderkenntnisse bei einem Stammtisch o.ä. erläutern könntest?Gerne, wenn es sich ergibt. Meist kann ich erst kurz vor solchen Terminen sagen ob es klappt.

Zum Thema selbst habe ich leider keine Daten vorliegen (SGII).Auch damit kann man spannende Beobachtungen machen, braucht halt entsprechende X-Gauges. Bisher habe ich auch nichts anderes. Die umfangreiche Auswertung war natürlich nur mit den Torque-Daten von fritzr möglich.

Hallo,

hier wird ja schon eine Weile diskutiert ,

aber soweit ich gesehen habe, gibt es keine gemessenen Muschelkurven von MG1 für Prius 3 (oder Auris). Ich habe da schon gewaltig recherchiert, natürlich auch auf Prius-Chat, aber Fehlanzeige.

die gemessenen Eff-Maps von Oak Ridge Lab. kenne ich schon, aber die haben ja auch nur MG2 vermessen.

Ich versuche auch eine Simulation aufzubauen, möchte dafür aber gemessene Wirkungsgrade verwenden. Hier stellt sich weiters die Frage, ob es irgendwo Werte gibt für die elektrischen Verluste von MG2 bei Null Drehzahl für verschiedene Drehmomente und bei Null Drehmoment für verschiedene Drehzahlen. Denn die ORNL Kennfelder gehen nur bis minimal 63 % Wirkungsgrad. Die Werte mit geringerem Wirkungsgrad werden zwar meistens nur kurz durchfahren, sind aber natürlich nötig, damit das Simulationsmodell funktioniert.

Ich bekomme meinen Auris erst, dann werde ich ohnehin versuchen diese "Kurzschluss" und "Leerlauf" Werte mit Torque APP rauszumessen so gut es eben geht.

Aber vielleicht gibt's ja die eine oder andere Info doch schon

grüße von "rechts unten" (Österreich)

Hallo aurispilot,

willkommen und freue mich, über jeden der tiefer in die Materie einsteigen möchte. Ich habe damals auch keine besseren Wirkungsgradmessungen zu den MGs gefunden und mir daher grob etwas stimmiges für diesen Motorentyp und die vorhandenen Messungen gebastelt.

Meine Simulation sollte ja mehr das Prinzip verständlich machen und Anregungen geben, was man in der Praxis ausprobieren und nachmessen kann.

Was hast du mit deiner Simulation vor?

An Daten aus der Praxis bin ich dran. Torque ist nicht schlecht, aber mir wiegesagt etwas zu langsam. Ich arbeite im Moment an passivem Mitschneiden von CAN-Frames. Der P2 sendet ca. 1500 Frames/s. Ungefähr 850 Frames/s davon schaffe ich mit meiner aktuellen Hard- und Software mitzuschneiden. Daraus kann man über 1000 Meßwerte pro Sekunde extrahieren. Aktuell baue ich Tools um diese Datenmenge zu verarbeiten, denn Tabellenkalkulationen schaffen das nicht mehr. Wenn ich weiß was die Daten taugen geht es weiter.

Den Wirkungsgrad im Auto zu messen könnte schwierig werden, denn ich habe noch nichts gefunden, dass die elektrische Leistung für MG1/2 angibt. Man könnte versuchen, dass aus der Batterieleistung abzuleiten. Aber selbst wenn einer der MGs Drehmoment und Drehzahl 0 hat (und damit eine der Unbekannten bekannt ist) so geht die restliche Batterieleistung nicht direkt an den anderen MG sondern es gibt noch andere Verbraucher und Umwandlungsverluste.

Aber welches andere Auto kann schon das echte Drehmoment des Motors im laufenden Betrieb ohne zusätzliche Meßgeräte liefern? Da ist man mit dem HSD in einer komfortablen Position.