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Knuddel1987 schrieb:

Hinfahrt mit 15,06kWh/100km und einem Wirkungsgrad von 40,27%!
Rückfahrt mit 15,31kWh/100km und einem Wirkungsgrad von 40,04%!


Hallo Knuddel1987. Könntest du uns mal erklären wie du den Wirkungsgrad berechnest ?

Ich würde auch gerne die kompletten HR reports sehen. Eventuell per e-mail ? Ich schicke dir eine PM mit meiner Adresse.

Eine Fahrt mit 130 km/h oder schnelleren Strecken würde mich auch interessieren.

Jan

Gesamtverbrauch in kWh / ( Gesamtliterverbrauch x 8,484 kWh/l)

Das ist die Formel mit gemittelter Energie pro Liter von Benzin.

Der Corolla 1.8 wird in höheren Geschwindigkeiten mehr verbrauchen als der 2.0.

Der 2.0 kann den Prius 1.8 aber nicht schlagen aufgrund der herausragenden aerodynamik.

Bei 180kmh liegt der Prius 4 bei 8,75l/100km in etwa.
Der Corolla 2.0 TS liegt da bei 10,25l
Der Corolla 1.8 TS liegt da bei 10,60l

Der 1.8 dreht bei gleicher Geschwindigkeit/Leistungsanforderung ca 300 Umdrehungen höher als der 2.0.

Danke, aber ich meinte den Wirkungsgrad in %.

Jan

Du nimmst das Ergebnis * 100 und hast dann den genutzten Energiegehalt in % (Wirkungsgrad) als Anteil von der gesamt bereitgestellten Energie durch den Benzinmotor.

Also als Beispiel mit grob gerundeten Werten. Der Benziner hat 5l verbraucht und hat davon 50kWh Energie (10kWh/l) benutzt für 20kWh Antriebsleistung. Wären dann 40% Wirkungsgrad. 60% Wärmeenergie verpufft.

Mister MMT schrieb:
Hallo Knuddel1987. Könntest du uns mal erklären wie du den Wirkungsgrad berechnest ?

Das weiss er wahrscheinlich selber nicht so genau, da der Hybrid Report die Berechnung der benötigten Energiemengen - meiner Kenntnis nach - nicht vollständig dokumentiert hat. Es fehlt auch die Betrachtung weiterer Einflussfaktoren, wie Rückenwind, Höhenlage und Steigungen/Gefälle.
Je nach Smartphone und GPS-Satelliten-Laune sind die Höhenwerte via GPS manchmal sehr ungenau.

Auch ist der angenommene Heizwert pro Liter wahrscheinlich etwas zu niedrig angesetzt.

Toyota selber hat ja einen thermischen Wirkungsgrad von max. 40 % für den Prius 4 1,8 ltr Verbrennungsmotor ermittelt. Dabei wurde sicherlich auch das optimale Benzin bei optimalen Rahmenbedingungen verwendet.
Daher sind die ermittelten Wirkungsgrade aus dem HA-Report > 40 % meiner Meinung nach Augenwischerei ...

Auch ist nicht ganz klar, welcher Wirkungsgrad im Detail gemeint ist.
* Verbrennungsmotor?
* Verbrennungsmotor inkl. MG1, MG2, Inverter und Getriebe?
* Komplettes HSD?

Nichts gegen solche Auswertungen, aber dass der Wirkungsgrad bei jeder Auswertung über 40 % liegt...

Bei der Berechnung handelt es sich um den Wirkungsgrad des kompletten Systems!

Dadurch das ein Verbrenner nur die genutzte Energie, einmal nutzen kann, wir im HSD aber die Energie öfter nutzen können, steigt der Systemwirkungsgrad im Verhältnis zu einem Auto mit einem reinen Verbrenner.

Selbst wenn Toyota sagt, der thermische Wirkungsgrad wäre ca. 40%, wüsste ich nicht wie ich den auch mit den Aussagen von HybridReporter berechnen könnte. Ich kann nur die Daten nehmen die mir vorliegen. Dazu nutze ich den verbrauchten Sprit mit 100% der Energie, stelle das ins Verhältnis zu dem, was das Auto an Energie gebraucht hat um sich fortzubewegen (Fahrwiderstandüberbrückung) und berechne den Gesamtwirkungsgrad des Systems! Da dort auch alle EV-Anteile berücksichtigt sind.

Mein Wirkungsgrad ist nicht der reine Wirkungsgrad des Verbrenners!

Des Weiteren weiß ich ganz genau, was ich hier rechne. Sonst würde ich mich hier auf keinerlei Diskussionen einlassen

Knuddel1987 schrieb:

[…]
Dadurch das ein Verbrenner nur die genutzte Energie, einmal nutzen kann, wir im HSD aber die Energie öfter nutzen können, steigt der Systemwirkungsgrad im Verhältnis zu einem Auto mit einem reinen Verbrenner.
[…]

Wie das? Perpetuum mobile?
Energie mehrfach nutzen ist da im physikalischem Sinne etwas zu stark formuliert - meiner Meinung nach.
Für die gesamte Fahrt kommt die Energie immer komplett vom Verbrenner - es wird nur ein Teil der Bremsenergie beim Rekuperieren zurückgewonnen.

Das HSD kann Bremsenergie auch nur zum Teil konservieren und für den weiteren Fahrbetrieb wieder bereitstellen. Das ist mit deutlichen Verlusten behaftet - ca. 40 % Energieverluste sind es wohl. Im Stadtverkehr durchaus effektiv. Bei konstanter Überland- oder Autobahnfahrt aber eher weniger effizient, wenn man sowieso viel ausrollen lässt. Und ausrollen ist meistens die energetisch bessere Variante.
Der energetisch größere Benefit vom HSD ist, dass der Verbrenner immer nahe dem Optimum arbeiten darf. Wenn es passt, dann lädt er den Akku, damit später bei sehr niedrigen Leistungsanforderungen nur der E-Motor laufen muss. Das macht das HSD ja so genial...

Mein Diesel kann auch mit der Lichtmaschine extra rekuperieren - sogar stark genug, um gut vor Ortschaften oder Ausfahrten auszurollen zu können.


[…]
Ich kann nur die Daten nehmen die mir vorliegen. Dazu nutze ich den verbrauchten Sprit mit 100% der Energie, stelle das ins Verhältnis zu dem, was das Auto an Energie gebraucht hat um sich fortzubewegen (Fahrwiderstandüberbrückung) und berechne den Gesamtwirkungsgrad des Systems!
[…]


Und das ist der Denkfehler meiner Meinung nach.
Wie akkurat ist die Ermittlung der vom Fahrzeug verbrauchten Energie zur Überwindung der gesamten Fahrwiderstände?
Welche Faktoren gehen hier alle mit ein und was wird davon geschätzt/angenommen? Die Doku vom Hybrid Assistent schweigt sich hier aus...
Daher würde ich mich hüten, die vom HA ermittelten Werte als reale Werte zu sehen. Und die weitere Betrachtung des "Wirkungsgrades" würde ich eher als plakative Buzzwords sehen. Fast schon ADAC Niveau...


[…]
Des Weiteren weiß ich ganz genau, was ich hier rechne. Sonst würde ich mich hier auf keinerlei Diskussionen einlassen

Ich weiß es auch immer ganz genau was ich rechne … aber den Fehlerbereich kenne ich nicht immer

Knuddel1987 hat es richtig dargestellt. Es handelt sich um den Wirkungsgrad des kompletten Systems unter jede einzelne Fahrt!

Waldfee0815 bietet aber ebenfalls gute Denkansätze.

Ich biete Euch meine Interpretation der "Nützlichkeit" der von HA ermittetelten BSFC Werte zur Diskussion an.

Laut Wikipedia ist der spezifische Kraftstoffverbrauch ein Maß für die Effizienz einer Verbrennungskraftmaschine. Er ist definiert als das Verhältnis zwischen Kraftstoffverbrauch pro Zeitspanne und der abgegebenen mechanischen Leistung. Der spezifische Kraftstoffverbrauch wird üblicherweise in g/kWh angegeben.

HA ermittelt pro Sekunde mehrere BSFC Werte. Wie es gemacht wird ist unklar, und das wirft unbeantwortete Fragen auf.

In den von Knuddel1987 gezeigten Hybrid Report Graphiken z.B.



werden links die Werte der Temperatur des Benzinmotors und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, und rechts verarbeitete BSFC Werte gezeigt.

Der Bereich der über eine kurze Zeit gemessene BSFC-Werte wird mit einer grünen Linie dargestellt und der durchschnittliche BSFC-Wert mit einem farbigen Punkt. Je kürzer die Linie, desto genauer der BSFC-Wert. Aussagend sind nur solche Werte wo die grüne Linie kurz ist und die Mittelwerte über verschiedene Minuten stabil bleiben. Davon gibt es in dieser Grafik mehrere.

Stabile niedrige Werte reichen von 208 bis 220 g/kWh.

Aus solchen BSFC Werte kann der Wirkungsgrad des ganzen 2,0 l Hybridsystems unter den im rest des Reports gezeigten Betriebsbedingungen berechnet werden.

Wie ?

[quote]Sind spezifischer Kraftstoffverbrauch (b_e) und Heizwert (H_U) des Brennstoffs bekannt, so lässt sich der Wirkungsgrad (η) wie folgt berechnen:



Mit einem Heizwert von Superbenzin von 11,4 kWh/kg, und ein Wirkungsgrad η von 208 bib 2020 g/kWh ergibt sich so einen Wirkungsgrad von 40 bis 46 % !

Die Werte bestätigen, dass unter optimalen Betriebsbedingungen der Systemwirkungsgrad des 2,0 l HSD Systems sehr gut ist. Dies erklärt warum er so wenig verbraucht.

Man kann es sich auch einfacher machen: BSFC Graphiken wo es viele Bereiche mit kurzen grünen Linien mit niedrigen BSFC Mittelwerten (Grau oder Cyan) gibt, deuten auf eine gute Effizienz während der gefahrene Strecke.

Frage: ist meine Interpretation stichhaltig?

Jan

Mister MMT schrieb:

[…]
Frage: ist meine Interpretation stichhaltig?


Im Prinzip schon, aber die Ermittlung des Wirkungsgrades ist weiterhin sehr wackelig.

1.)
Heizwert Superbenzin 11,1 – 11,6 kWh/kg (lt. Wikipedia)

2.)
Der BSFC Wert schwankt sehr stark. Warum?
Welche Daten liegen dem Wert zu Grunde?
Kennt HA wirklich alle Energieströme von Akku zu MG1 und MG2 und retour?
Was würfelt HA da für Werte aus?

3.)
Der Wirkungsgrad einer kompletten Fahrt kann niemals nicht größer sein als die des Verbrenners. Ansonsten wurde von außen Energie zugeführt => Gefälle, Rückenwind, Akku, Anschieben, …

4.)
Diese Pseudo Energiebilanzen und Wirkungsgradwerte schmerzen meine Ingenörsseele...

Ja der HA kennt alle Energieströme und Mengen!
Er erkennt den Status der Batterie, dessen Be und Entlade Ströme etc.
Ich glaube du solltest dir das echt mal anschauen, was der so an Daten ausspuckt und daraus dann deine Schlüsse ziehen.

Warum schwankt der BSFC?

Das Lastverhalten, die Einspritzung, Die Zündung, das wird ständig variiert. Alleine durch das D4S und das VVTi sowie weitere Gimmicks, gibt's es sehr viele Parameter die da mitwirken und jede Zündung anders werden lassen können.

und denk an die Fehlerrechnung

Waldfee0815 schrieb:
Der Wirkungsgrad einer kompletten Fahrt kann niemals nicht größer sein als die des Verbrenners. Ansonsten wurde von außen Energie zugeführt => Gefälle, Rückenwind, Akku, Anschieben, …

Diese Pseudo Energiebilanzen und Wirkungsgradwerte schmerzen meine Ingenörsseele...

Die von mir genannten Wirkungsgraden beziehen sich auf Teilstrecken, wo das System optimal zum Einsatz kam.

Angenommen, meine Interpretation wäre stichhaltig, dann hat es mich gefreut eine Ingenörsseele ein Bisschen durch einander zu rütteln...

Ich werde mich an priusfan, einer der Entwickler von HA und guter Freund, mit der Frage wie HA die BSFC Werte ermittelt und von HR bearbeiten lässt, wenden.

Jan

Ich habe gerade Mal eine schöne Referenz Fahrt gemacht. Leider kann ich die Bilder erst später uploaden.

5,10km inklusive Kaltstartphase.
Davon EV 65%
Max 57kmh
Durchschnittsgeschwindigkeit 34kmh
Mehrere Ampeln rot und reine Stadtstrecke unter anderem mit 30er Zone. Bergauf von bergab.
Start 166m
Ziel 172m
Höchste Stelle 200m
Niedrigste Stelle 153m
Durchschnittsverbrauch 4,2l/100km.

Wirkungsgrad 30,29%!
Liegt halt wirklich an der ineffizienten Phase des Kaltstarts und wenig Strecke um das zu kompensieren. In der Kaltstartphase geht es darum, alles auf den optimalen Betriebspunkt zu steuern (S4) und diesen so schnell wie möglich zu erreichen.

priusfan ist formell, die von HA gesammelten BSFC Werte beziehen sich für 100 % auf dem 2,0 l Motor. Meine Theorie trifft nicht zu.

Es wird gemessen, wie dieser Motor sich als Komponente des HSD Systems verhaltet, aber es ist sein eigener thermischer Wirkungsgrad.

Die von mir berechneten höheren Werte sind nicht falsch, werden aber durch die Ungenauigkeit der Verbrauchsmessung, ins Besondere bei dem 2,0 l Motor, verursacht.

Durch die komplexere D-4S Benzineinspritzung steht am OBDII zur Verbrauchsmessung nur ein Parameter zur Verfügung: der Mass Air Flow (MAF) Der ist leider ungenau, und unterschätzt dabei meistens den Verbrauch. priusfan hat an Hand Messungen seines UX 250h mit dem gleichen 2,0 l Motor, im HA einen Korrekturfaktor eingebaut. Trotzdem kann es noch eine Ungenauigkeit von 5 % oder etwas mehr geben.

priusfan bestätigte auch, dass unter realen Fahrbedingungen, der Bordrechner Operationen durchführt, um die von Waldfee0815 erwähnten weiterer Einflussfaktoren, wie wechselnden Wind, Höhenlage und Steigungen/Gefälle, aber auch Gaspedal Bewegungen zu berücksichtigen, oder sogar zu antizipieren. Dazu kommen die von Knuddel erwähnten Lastverhalten, die Einspritzung, die Zündung, die ständig variieren.

Dies führt zu teilweise zu niedrigen BSFC Werte.

HA mist den MAF bis zu 6 Mal pro Sekunde. Nach jeder Minute werden die Werte statistisch bearbeitet und wie vorher erklärt, im HR Report graphisch dargestellt.

Der Nützen solcher Daten ist also verschiedene Fahrten und Fahrbedingungen mit einander zu vergleichen, wie soeben von Knuddel1987 beschrieben.

Leider ist es nicht möglich, sie mit denen vom 1,8 l Modell zu vergleichen, oder höchstens annähernd. Beim 1,8 l wird übrigens viel genauer gemessen, da andere Parameter zur Verfügung stehen. Die anderen Beschränkungen bestehen aber genau so.

An HA für dem Corolla 1,8 l wird momentan mit Hochdruck gearbeitet.

Ich verstehe jetzt viel besser wieso diese "Pseudo Energiebilanzen und Wirkungsgradwerte" seine "Ingenörsseele" schmerzen .

Ich hoffe, dies beantwortet eure Fragen.

Jan

Es ist ja beim 2.0 auch noch in der Testphase. Experimentelle Version. Ich denke da wird noch geupdatet.