Priusfreunde.de

Moin,

immer wieder kommt mal die Frage auf, wie schwach oder stark man denn beschleunigen soll, um einen möglichst niedrigen Verbrauch zu erzielen.

Hier soll es also nicht um Fahrtipps wie langsamer fahren, Reifen strammer aufpumpen oder ähnliches gehen, sondern einzig und allein um die Frage, wieviel "pulse" denn nun eigentlich gut ist. Ferner soll es hier nur um den P3 gehen, auch wenn die Überlegungen grundsätzlich auf andere Hybriden übertragbar sind.

Vielfach habe ich gelesen, dass man dazu die Eco-Anzeige heranziehen kann, die sich beim Beschleunigen bei ca. 70% der Balkenlänge befinden soll (ohne Charge/Power).

Meiner Meinung zeigt die Eco-Anzeige aber nicht viel mehr an als die Gaspedalstellung, daher habe ich nun mal gemessen, was an dieser Aussage dran ist. Dazu habe ich mir einen OBD2 Bluetooth-Adapter gekauft (bei amazon.ca für gerade mal C$13.99 (entsprechend 9,42 €. ScanGauge? Harr, harr...) besorgt und die torque-App auf meinem Smartphone installiert.

Also: schauen wir uns mal die rechte dieser beiden Grafiken an:


Wie man schön sehen kann, wird der Verbrennungsmotor auf der türkisfarbenen Kennlinie betrieben. Andere Drehzahl/Drehmomentkombinationen sind nicht möglich, das verhindert die Steuerung. Ideal wäre es, wenn man beim Beschleunigen den Motor exakt im sweet spot betreiben könnte, in dem man die meisten Kilowattstunden mechanischer Leistung pro Gramm Kraftstoff bekommt. Das Optimum des spezifischen Verbrauchs ist in der Grafik aber leider nicht zu erkennen, daher habe ich versucht, zumindest im Bereich 2000/min - 2500/min zu bleiben, was auch ganz gut geklappt hat.

Ich hatte an mehreren Ampeln die Gelegenheit, aus dem Stillstand auf 70-80 km/h zu beschleunigen, wobei ich die Drehzahl in dem genannten Rahmen gehalten habe. Und siehe da: der Eco-Balken geht beim Beschleunigen gehörig in den Power-Bereich hinein.

Spaßeshalber habe ich auch den umgekehrten Test gemacht und den Eco-Balken im Bereich 70% gehalten (nagelt mich bitte nicht fest, ich kann mich nicht erinnern, wer das geäußert hat). Die Drehzahl ist dabei wenig bis gar nicht über die Standdrehzahl angestiegen, somit war die Effizienz also weniger gut, wenn auch nicht signifikant schlechter.

Ob sich das in der Praxis bemerkbar macht, steht allerdings auf einem anderen Blatt. Sobald ich die Geschwindigkeit erreicht habe, mit der ich fahren möchte, habe ich keinen Einfluss mehr auf die Motordrehzahl und wie die meisten hier habe ich mir den Prius nicht gekauft, um damit unnötig zu beschleunigen. Beschleunigen macht also zumindest in meinem Fahrprofil nur einen sehr kleinen Teil der Betriebszustände aus und wird sich deshalb auch nicht nennenswert auf den Gesamtverbrauch auswirken.

Jedenfalls weiss ich nun aber, dass ich ohne Verbrauchsnachteil (im Gegenteil!) bis in den Power-Bereich hinein beschleunigen kann. Das macht sowohl mir als auch eventuellen Hintermännern deutlich mehr Spaß.

CA-Klaus schrieb:

...Jedenfalls weiss ich nun aber, dass ich ohne Verbrauchsnachteil (im Gegenteil!) bis in den Power-Bereich hinein beschleunigen kann. Das macht sowohl mir als auch eventuellen Hintermännern deutlich mehr Spaß.

Deine Schlussfolgerung scheint mir erklärungsbedürftig zu sein. Ich verstehe ja, dass stärker beschleunigen mehr Spaß macht, aber was meinst du mit "ohne Verbrauchsnachteil"?
Stärkere Beschleunigung erfordert mehr Leistung und demnach mehr Energie. Wenn der Motor bei höherer Last etwas effizienter werkt (mehr Kwh pro g Benzin), heißt das ja nicht, dass er weniger verbraucht, sondern nur, dass er nicht soviel mehr verbraucht wie das ohne Effizienzsteigerung der Fall wäre.

VIP schrieb:
Deine Schlussfolgerung scheint mir erklärungsbedürftig zu sein.
Für stärkere Beschleunigung braucht man mehr Leistung, das ist soweit richtig. Die Energie, die ich ins Auto hineinstecken muss, um es auf eine bestimmte Geschwindigkeit zu bekommen, hängt jedoch nur von seiner Masse und der zu erreichenden Geschwindigkeit, nicht aber von der eingesetzten Beschleunigung ab. Der Grund ist der, dass ich bei zum Beispiel doppelter Beschleunigung ja auch nur halb so lange beschleunigen muss.

Ein 1,5 t schwerer Prius benötigt nach E = 0,5 * m * v² rund 370 kJ oder 0,103 kWh (Reibung vernachlässigt), um Tempo 80 zu erreichen. Um das mit so wenig wie möglich Kraftstoffeinsatz zu tun, muss ich den Verbrennungsmotor so betreiben, dass er seine maximale Effizienz erreicht. Bei Vollgas müsste ich dazu mehr als 240 g Kraftstoff einsetzen, um eine kWh herauszubekommen. Selbiges gilt, wenn ich sehr schwach beschleunige und dem Motor bei 1000/min nur 40 Nm abnehme (wenn er dann überhaupt noch läuft, wahrscheinlich würde er sich bei so geringer Last abstellen). Dazwischen gibt es aber einen Bereich, wo er wesentlich effizienter läuft (bis unter 220 g/kWh), wie in der Grafik ersichtlich.

Diesen Bereich gilt es zu nutzen.

Der springende Punkt ist der, dass man zwar in der Tat mehr Leistung benötigt, um einen Körper schneller auf eine bestimmte Geschwindigkeit zu beschleunigen, man benötigt aber nicht mehr Energie, daher sollte der Motor mit maximaler Effizienz (also bei ca. 2200/min) betrieben werden. Darüber wird's irgendwann wieder schlechter.

Hallo Klaus,

deine Überlegungen sind meiner Erfahrung nach größtenteils zutreffend.

Eines solltest Du allerdings bedenken:

Der Gesamtwirkungsgrad wird optimal, wenn sowohl Motor als auch "Getriebe" am Effizienzbestpunkt arbeiten. Beim Getriebe wird die Kraft geteilt übertragen in einer mechanischen und elektrischen Komponente, wobei letztere deutlich höhere Verluste hat.

Daher ist der Getriebewirkungsgrad günstig, wenn möglichst viel Kraft den mechanischen Weg nimmt. Priusfreund proprius hat dazu mal einige Berechnungen mit MathLab ausgeführt und das im Technik Forum gepostet.

In Kurzform: bei niedrigen Geschwindigkeiten eher wenig Drehzahl, bei höheren Geschwindigkeiten mehr. Also im Prinzip so wie die Eco/Power Anzeige das auch macht. Daher ist diese schon ein guter Indikator.

Wobei die große Frage ist, wieviel das ausmacht. Ich schätze mal es sind etwa 20% die auf dem elektrischen Wege verlorengehen.

Und noch ein Hinweis:

In der Praxis wird das Pulse & Glide eher davon bestimmt, wie die Verkehrsverhältnisse sind (man will ja keinen behindern).

Sofern man die Strecke kennt, insbesondere die Topologie, kann man das so steuern, dass z.B. die Pulse Phase mit einem leichten Gefälle einhergeht, und der Verbrenner lange ausbleibt.

Das macht in der Praxis mehr aus ...

santosha schrieb:
Der Gesamtwirkungsgrad wird optimal, wenn sowohl Motor als auch "Getriebe" am Effizienzbestpunkt arbeiten. Beim Getriebe wird die Kraft geteilt übertragen in einer mechanischen und elektrischen Komponente, wobei letztere deutlich höhere Verluste hat.
Das ist ein guter Einwand! Du hast natürlich recht, der gute Wirkungsgrad des Verbrenners ist nichts wert, wenn seine abgegebene Energie dafür im elektrischen Pfad verbraten wird. Wobei sich die Frage stellt: wie viel ist das nun eigentlich wirklich?

Ich muss mich erstmal durch den Thread Wirkungsgrad-Überlegungen durcharbeiten, da scheint in der Tat vieles drinzustehen, was ich hier nicht nochmals hätte aufwärmen müssen. Vielleicht liest proprius ja auch mit und kann hier eine Kurzfassung des immerhin 14 Seiten langen Threads zum besten geben.

Topologie, Temperatur und was nicht alles habe ich bewusst nicht einbezogen, um es etwas übersichtlicher zu halten. Mir geht es nur um die Frage: wenn ich den Wagen mit minimalem Kraftstoffeinsatz (aber bei laufendem ICE) aus dem Stand beschleunigen will, wie viel Gas sollte ich dann geben?

CA-Klaus schrieb:

E = 0,5 * m * v²


Und ich dachte immer E = mc²

Du hast natürlich Recht. Die Energie, die ein Auto (von 0) auf eine bestimmte Geschwindigkeit beschleunigt, entspricht der kinetischen Energie, welche das Auto dann bei der erreichten Geschwindigkeit hat. Ja, da bin ich wieder einmal ins Fettnäpfchen getreten.

Aber bei den vielen zusammenwirkenden Komponenten überlasse ich eine Wirtschaftlichkeits-Analyse meiner Fahrweise sowieso lieber der Intelligenz des ECO-Meters als meiner eigenen.
Ich habe ja auch schon dem Touchdings mit seinem Energiezeugs das Licht abgedreht, weil ich mich beim Fahren lieber auf den Verkehr konzentriere als auf die Technik. Um die soll sich mein YHSD mal schön selber kümmern. Dazu habe ich ihn ja.

Ich stehe gerade auf dem Schlauch...
Der Verbrenner hat einen "hohen Wirkungsgrad" und beim elektrischen Teil sind die Verluste "deutlich höher"?

Der Verbrenner im Prius hat ja tatsächlich einen vergleichsweise hohen Wirkungsgrad und dass es bei der Umwandlung Strom <-> mechanische Energie zu Verlusten kommt, steht auch außer Frage.
Aber moderne Elektromotoren haben einen Wirkungsgrad von um die 90% im Gegensatz zu guten 40% beim Prius-Verbrenner. Abzüglich der Umwandlungsverluste dürften die MGs trotzdem sehr viel besser abschneiden.
Oder wo ist mein Denkfehler?

Ganz einfach: alle Energie beim (Nicht-Plugin) stammt letztlich vom Verbrenner. Also:


Energie (Benzin)

wird umgewandelt mit 40% nach

Energie (mechanisch)

wird aufgeteilt und weitergeleitet in

Energie mechanisch Wirkungsgrad 99%

Energie elektrisch Wirkungsgrad 80%

wird wieder zusammengefügt und an die Räder abgegeben.

Verständlich?

Es gibt 2 Umwandlungen im elektrischen Zweig: mechanisch -> elektrisch -> mechanisch

Wenn jeder der Motoren 90% Wirkungsgrad hat, kommt am Ende nur 81% raus. Dazu kommen die Inverterverluste, 25% Verlust im elektrischen Zweig sind so locker drin.
Ich hab vor ner Weile von nem Prius II gelesen, dem man SiC-Elektronik eingebaut hat und der danach deutlich sparsamer war. Die Verluste im elektrischen Zweig sind ein messbarer Anteil des Gesamtverbrauchs.

Wobei der Wagen schon so ausgelegt ist, dass ein Großteil der Kraft im Normalfall mechanisch übertragen wird.

Und durch die Gaspedalstellung kann man das selbst in Grenzen bestimmen.

Um zur Ausgangsfrage zurückzukommen: wenn man sich einen Fingerbreit vor Ende des Eco-Bereichs bewegt ist meiner Meinung nach die Gesamteffizienz am besten.

santosha schrieb:
Ganz einfach: alle Energie beim (Nicht-Plugin) stammt letztlich vom Verbrenner.


Das ist der springende Punkt. Danke für die Erleuchtung.