Priusfreunde.de

Ich hatte wie früher schon einmal hier erwähnt bei dem Priustreffen der Hybridpiloten 2010 bei Toyota in Köln H.Breuer gefragt wie hoch denn der Wirkungsgrad der Rekuperation sei. Er antwortete dass er für "hin und zurück" bei ca. 50% liegt.

Heute machte ich endlich mal selbst einen Versuch und musste meine ca. 40Jahre alten Physikkenntnisse ganz schön hervorkramen.

Auf jeden Fall haben sich die Toyota-Zahlen bestätigt, allerdings bin ich auch zu der Erkenntnis gekommen, dass es nicht immer richtig ist die Hin- und Rückwegverluste zusammen zu zählen.

So nun zu meinen Messungen:
Der Test fing auf dem Berg bei einem SOC laut SGII von 50,6% an und hörte bei 79,6% auf, d.h. der Akku wurde um 29%-Punkte gefüllt. Nehmen wir nun an, dass die von Toyota kommunizierte Kapazität von 1,3kWh und die SOC-Werte stimmen dann wurden 0,377kWh in den Akku transferiert.

Auf der anderen Seite kenne ich den dabei durchfahrenen Höhenunterschied (130hm laut GPS, bei >8 Sat.) und das Gewicht des Fahrzeugs zum Test von 1515kg. Daraus ergaben sich 1.932kJ, entsprechend 0,537kWh.

Testende war erreicht als der ICE gestartet wurde weil der Akku bei annähernd 80% lag, B-Modus.

Die Quotient ergibt einen Rekuperationswirkungsgrad von 70%, das finde ich sehr gut, zumal die Wiederverwendung ja ebenfalls einen deutlich úber einem ICE liegenden Wirkungsgrad hat.

Zur Info, die geschätzte Durchschnittsgeschwindigkeit lag bei knapp 30kmh, d.h. bei höheren Geschwindigkeiten ist der R-Wirkungsgrad niedriger wegen des höheren Luftwiderstandes. Den Rollwiderstand brauche ich nicht zu berücksichtigen denn den habe ich immer gewichtsproportional. Die Strassen waren sehr gut. Messfehler sind enthalten, auch bei der GPS-Höhe. Und die Verluste durch die schleifenden Scheibenbremsen habe ich auch immer (Ausnahme wenn ich automatisch ohne das Bremspedal rekuperiere, d.h. nur vom Gas gehe, dann wird wohl der Wirkungsgrad etwas besser sein, vermutlich wird das durch die üblicherweise höhere Geschwindigkeit aber mehr als kompensiert).

Jetzt hoffe ich auf keinen Denk- bzw. Rechenfehler.

Gruss alupo

Witzig auf was für Ideen manche kommen....

Na des passt scho halbwegs. Wobei ich den angegebenen Werten für die SOCs etwas misstraue.
Kannst du angeben, wieviele Balken da vorher u. nachher da waren?
(79,6% muss ja unmittelbar vor Einsetzen des automatischen B-Modus sein).

Mach den selben Test mal bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten und mach daraus einen Graphen v/WG. Die Geschwindigkeit kannst du mit dem Bremsdruck regeln, bis zu einem bestimmten Bremsdruck bremst er eh nur elektrisch und systemisch muss es wurscht sein, ob er rollt oder gebremst wird, der Unterschied ist nur im Stromfluss bzw, der zeitlichen Komponente gegeben, nicht im Wirkungsgrad.

Interessante Messung und Rechnung. Ein paar Gedanken dazu:

• Die ca. 50% von Herr Breuer sind hin- und zurück. Deine 70% für "hin" multipliziert mit nochmal ca. 70% für "zurück" ergeben 49%. Ist also plausibel.


• Die "zurück" sind nicht unbedingt 70%, wie Du ja auch schreibst.
  Man könnte den Test bergauf im EV-Modus machen.


• Der Wirkungsgrad hängt auch noch von anderen Faktoren wie Temperatur, Strom, Drehzahl, Drehmoment, etc. ab. Für "zurück" gibt es schöne Messungen hier: info.ornl.gov/sites/publications/files/Pub26762.pdf z. B. auf Seite 72 (vom PDF) für den E-Motor (MG2 nehme ich an) und auf den Seiten danach für den Inverter und dann beides kombiniert (und übrigens auch noch für LS 600h und Camry)


• Die SOC-Anzeiger könnte ungenau sein, aber was besseres haben wir nicht.


• Du berechnest den Wirkungsgrad zwischen dem was an Energie ins Auto gesteckt wird und dem was im Akku landet. So als würde man das Auto schieben um Strom zu erzeugen und wollte wissen wie effizient das ist.
  Interessanter fände ich eigentlich welcher Anteil an der Energie wiedergewonnen werden kann, die andere Autos in Bremsen und Motorbremse verheizen. Also würde ich Roll- und Luftwiderstand doch abziehen.

proprius schrieb:

Interessanter fände ich eigentlich welcher Anteil an der Energie wiedergewonnen werden kann, die andere Autos in Bremsen und Motorbremse verheizen. Also würde ich Roll- und Luftwiderstand doch abziehen.[/li][/ul]

Vielleicht verstehe ich dich nicht ganz, aber:
Genau das macht den Unterschied zu 100% aus.
Laut seiner Messung vernichtet ein anderes Auto 0,377 kWh an Energie durch Bremsen und erzeugt daraus Wärme.

Der Prius hat damit einen WG für Rekuperation von 70%, Verluste durch Reibung 30%, andere Autos 0% bzw. 100%.

professore schrieb:
Vielleicht verstehe ich dich nicht ganz, aber:
Genau das macht den Unterschied zu 100% aus.
Laut seiner Messung vernichtet ein anderes Auto 0,377 kWh an Energie durch Bremsen und erzeugt daraus Wärme.Ein Auto ohne Rekuperation vernichtet sogar mehr als 0,377 kWh, denn das ist auch beim Prius nur der Anteil der im Akku landet. Auch der Prius hat aber Verluste bei der Rekuperation durch Abwärme in MG1/MG2, Inverter, Akku, Lager und Getriebe.

Fiktive Aufstellung wie sich das bei 30 km/h zusammensetzen könnte:

10% Roll- und Luftwiderstand
20% Abwärme durch Umwandlung
70% elektrische Energie, die im Akku gespeichert wird

Beim Auto ohne Rekuperation:

10% Roll- und Luftwiderstand
50% Abwärme über Motorbremse
40% Abwärme über mechanische Bremse

Wirkungsgrad der Rekuperation würde ich dann nicht als 70% angeben sondern als 70%/90% = 70%/0,9 = 78% (wie gesagt: fiktive Zahlen).

professore schrieb:
Witzig auf was für Ideen manche kommen....

Na des passt scho halbwegs. Wobei ich den angegebenen Werten für die SOCs etwas misstraue.
Kannst du angeben, wieviele Balken da vorher u. nachher da waren?
(79,6% muss ja unmittelbar vor Einsetzen des automatischen B-Modus sein).

Mach den selben Test mal bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten und mach daraus einen Graphen v/WG. Die Geschwindigkeit kannst du mit dem Bremsdruck regeln, bis zu einem bestimmten Bremsdruck bremst er eh nur elektrisch und systemisch muss es wurscht sein, ob er rollt oder gebremst wird, der Unterschied ist nur im Stromfluss bzw, der zeitlichen Komponente gegeben, nicht im Wirkungsgrad.

SoC: zu Beginn 4Balken (bei unter 50% wären es 3 und der Ice hätte automatisch gestartet.
Am Ende (durch B-Modus vorgegeben) waren es 8 Balken. Das ist P3 Standard.

Klar unterliegen die SoC-Werte einer Hysteresekurve, aber es gibt nichts besseres. Prinzipbedingt sind SoC-Werte nie so genau wie der Benzintankstand (zumindest wenn der Hersteller es will).

Beim Bremsen liegen die Beläge schon leicht an. Ausserdem gehe ich davon aus dass der Prius immer auch hinten etwas mitbremst, und da hat er nur die Scheiben (vielleicht soll nach dem Interview auch deshalb der P4 Allrad bekommen, zusätzliche Rek.).

Höhere Geschwindigkeit wäre nicht gegangen, da sonst Flammenwerfermodus gekommen wäre.

proprius schrieb:
Interessante Messung und Rechnung. Ein paar Gedanken dazu:

• Die ca. 50% von Herr Breuer sind hin- und zurück. Deine 70% für "hin" multipliziert mit nochmal ca. 70% für "zurück" ergeben 49%. Ist also plausibel.

deshalb habe ich H.Breuer zitiert. Ich fand die Übereinstimmung fast schon erstaunlich, hätte so nicht darauf gewettet.


• Die "zurück" sind nicht unbedingt 70%, wie Du ja auch schreibst.
  Man könnte den Test bergauf im EV-Modus machen.

Unter gleichen Bedingungen aber zumindest ähnlich. Bei gleicher MG-Drehzahl & Stromstärke etc. annähernd gleiche Wirkungsgrade.


• Der Wirkungsgrad hängt auch noch von anderen Faktoren wie Temperatur, Strom, Drehzahl, Drehmoment, etc. ab. Für "zurück" gibt es schöne Messungen hier: info.ornl.gov/sites/publications/files/Pub26762.pdf z. B. auf Seite 72 (vom PDF) für den E-Motor (MG2 nehme ich an) und auf den Seiten danach für den Inverter und dann beides kombiniert (und übrigens auch noch für LS 600h und Camry)


ich komme da jetzt nicht heran, aber ich denke ich habe die pdfs vom Argonne National Laboratory bzw. ORNL Der kombinierte Wirkungsgrad von Boostconverter-Inverter-MG1/2 erreicht je nach Drehzahl bis zu 98%, meist ůber 94% wenn ich mich recht erinnere


• Die SOC-Anzeiger könnte ungenau sein, aber was besseres haben wir nicht.


SOC ist definitiv ungenau, und zwar auch bei E-Autos, oder Solaris?


• Du berechnest den Wirkungsgrad zwischen dem was an Energie ins Auto gesteckt wird und dem was im Akku landet. So als würde man das Auto schieben um Strom zu erzeugen und wollte wissen wie effizient das ist.
  
  Klar, alle anderen Verluste wie Rollwiderstand, Getriebe etc. sind beim Rekuperieren ebenfalls verloren, mich intetessiert erst einmal wiviel ich Brutto Nutzen kann. Ich bekomme nur das was im Akku landet zurück und zwar mit dem annähernden Wirkungsgrad eines e-Autos. Und auch dabei hat ein V1 Auto beim Wiederbeschleunigen die gleichen Rollwiderstandsverluste wie unser temporäres E-Auto, daher kürzt es sich heraus.
  
  Interessanter fände ich eigentlich welcher Anteil an der Energie wiedergewonnen werden kann, die andere Autos in Bremsen und Motorbremse verheizen. Also würde ich Roll- und Luftwiderstand doch abziehen.
  
  Verstehe ich nicht, kannst es aber berechnen.
  Auch kannst Du berechnen wieviel Benzin das Rekuperieren einspart, denn ich würde beim e-Fahren mit dem gleichen Wirkungsgrad rechnen ca.70% und den Verbrenner dann mit z.B. 25% ansetzen (ist wahrscheinlich viel zu hoch, wenn ich über meinen Verbrauch meinen durchschnittlichen Wirkungsgrad errechne kommen mir die Trånen.
  
  

Gruss alupo

ps: danke für die "interessante Messung"

professore schrieb:
proprius schrieb:

Interessanter fände ich eigentlich welcher Anteil an der Energie wiedergewonnen werden kann, die andere Autos in Bremsen und Motorbremse verheizen. Also würde ich Roll- und Luftwiderstand doch abziehen.[/li][/ul]

Vielleicht verstehe ich dich nicht ganz, aber:
Genau das macht den Unterschied zu 100% aus.
Laut seiner Messung vernichtet ein anderes Auto 0,377 kWh an Energie durch Bremsen und erzeugt daraus Wärme.

Der Prius hat damit einen WG für Rekuperation von 70%, Verluste durch Reibung 30%, andere Autos 0% bzw. 100%.

ja, genauso sehe ich es auch.

Ich kann die 0,377kWh mit e-Autowirkungsgrad nutzen. Damit komme ich dann x km weit, ein Auto V1 braucht für x km y Liter, das haben wir gespart.

Gruss alupo

hat sich erledigt, siehe nachfolgender Kommentar

proprius schrieb:
professore schrieb:
Vielleicht verstehe ich dich nicht ganz, aber:
Genau das macht den Unterschied zu 100% aus.
Laut seiner Messung vernichtet ein anderes Auto 0,377 kWh an Energie durch Bremsen und erzeugt daraus Wärme.Ein Auto ohne Rekuperation vernichtet sogar mehr als 0,377 kWh, denn das ist auch beim Prius nur der Anteil der im Akku landet. Auch der Prius hat aber Verluste bei der Rekuperation durch Abwärme in MG1/MG2, Inverter, Akku, Lager und Getriebe.

Fiktive Aufstellung wie sich das bei 30 km/h zusammensetzen könnte:

10% Roll- und Luftwiderstand
20% Abwärme durch Umwandlung
70% elektrische Energie, die im Akku gespeichert wird

Beim Auto ohne Rekuperation:

10% Roll- und Luftwiderstand
50% Abwärme über Motorbremse
40% Abwärme über mechanische Bremse

Wirkungsgrad der Rekuperation würde ich dann nicht als 70% angeben sondern als 70%/90% = 70%/0,9 = 78% (wie gesagt: fiktive Zahlen).

ok, ich habs doch noch kapiert. Man kann es so sehen wie Du wenn man die Qualität der Rekuperation bewerten will um z.B. festzustellen ob es noch nennenswertes Verbesserungspotential gibt. Die Roll/Windverluste stehen der Rekuperation nicht zur Verfügung.

Das ist mir als Autofahrer eher egal, ich wil wissen was die Rekuperation mir wirklich bringz, was ich nutzen kann.

Gruss alupo

Interessanter Test, danke!
Mich würde noch interessieren, ob mit dem B-Modus statt der Bremse was anderes dabei raus kommt.

LG
Klaus

@proprius: Danke für die PDF sehr interessant!!!

@alup: Wie groß war der Höhenunterschied???

@alla:
Um alle unsicheren Messgrößen auszuschließen, kann man die Effektivität ganz einfach selber testen.

Bei betriebswarmen Motor die Teststrecke hinunter rekupieren und dann den selben Weg im EV Modus wieder zurück. Jeweils vergleichbare SOC-Stände (Vor, Zurück) beachten und die jeweils gefahrenen Strecken ins Verhältnis setzen!

Ihr werdet enttäuscht sein.

Grüsse, Helmut

PS. Benzin wird nicht dominat durch Rekupieren eingespart, sondern dafür steht das HSD-Konzept!!!

KSR1 schrieb:
Interessanter Test, danke!
Mich würde noch interessieren, ob mit dem B-Modus statt der Bremse was anderes dabei raus kommt.

LG
Klaus

danke

ich bin nur einmal bergab gefahren und ICE war bis dass der P3 wegem vollen Akku die Motorbremse selbständig anwarf (Testende) komplett aus.

Gruss alupo

haribo schrieb:
@proprius: Danke für die PDF sehr interessant!!!

@alup: Wie groß war der Höhenunterschied???

@alla:
Um alle unsicheren Messgrößen auszuschließen, kann man die Effektivität ganz einfach selber testen.

Bei betriebswarmen Motor die Teststrecke hinunter rekupieren und dann den selben Weg im EV Modus wieder zurück. Jeweils vergleichbare SOC-Stände (Vor, Zurück) beachten und die jeweils gefahrenen Strecken ins Verhältnis setzen!

Ihr werdet enttäuscht sein.

Grüsse, Helmut

PS. Benzin wird nicht dominat durch Rekupieren eingespart, sondern dafür steht das HSD-Konzept!!!

ich habs im Eröffnungsfred ergänzt.

Für mich ist nur der Bruttoenergieeintrag relevant, denn mit ihm und dem ebenfalls sehr guten e-Autowirkungsgrad ersetze ich Benzin.

Ausserdem ist das Ergebnis ungefähr bekannt:
H.Breuer sprach von 50%, ich errechnete 70% * 70% = 49%, passt doch...

Gruss alupo

Hallo alupo,

danke für deine Bemühungen.

Das wird vielen HSD-Fahrer, die meinen mit erzwungenden EV-Modus Benzin zu sparen, die Augen öffnen.

Der Wirkungsgrad des ICEs muss beim Antrieb des Autos schon 50% unter dem Optimum liegen damit der alternative E-Antrieb effektiver ist.

Und das passiert eigentlich nie, da die HSD-Steuerung dann den ICE von alleine ausmacht.

Grüße
Peter