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Angeregt durch die Diskusion im Thread systemleistung ? - Was genau ist das ? habe ich mir vorgenommen, die Leistungsentfaltung eines HSD an einem Beispiel (maximale Beschleunigung meines Yaris) graphisch aufzubereiten. Es heißt ja, ein Bild sagt mehr als tausend Worte.

Gestern war es dann so weit. Ich habe auf einem ansteigenden Straßenabschnitt voll beschleunigt. Ausgehend von etwa 75 km/h erreichte ich eine Höchstgeschwindigkeit von etwas über 140 km/h (Tacho) und habe dabei OBD-Daten aufgezeichnet.

Um mein Billig-Equipment nicht zu überfordern, habe ich nur die Bytes der benötigten PIDs ausgelesen und die entsprechenden Werte in einer Tabellenkalkulation berechnet.

Im Einzelnen sind das für den Verbrenner Drehzahl, Drehmoment und Leistung (in den Charts habe ich sie rICE, tICE und pICE genannt). Ebenso für MG1 und MG2 (rMG1, tMG1,...). Dazu Geschwindigkeit, SoC, ICE-Soll-Leistung und ICE-Soll-Drehzahl.

Die x-Achse der Charts ist immer die Zeitachse, die Aufzeichnung erfolgte synchron mit einem Intervall von etwa 2 Durchgängen pro Sekunde. Die Beschleunigungsphase dauerte etwa eine halbe Minute. In dieser Zeit verringerte sich der SoC von ca 61% auf 48%.
Was ich im Folgenden kommentiere, bezieht sich auf diese Phase.

1) Drehzahl

Man sieht, dass die Drehzahl des ICE sofort auf die Nenndrehzahl von 4800/min steigt und dort bleibt. Damit liegt sie exakt bei der Soll-Drehzahl.
Der MG2 treibt ja die Räder an, daher ist seine Drehzahl an die Geschwindigkeit gekoppelt; der MG1 muss nehmen, was sich bei gegebenen ICE- und MG2-Drehzahlen aus den Übersetzungen im PSD ergibt.



2) Drehmoment

Das Drehmoment des ICE liegt etwas unterhalb des maximalen Drehmoments von 111 Nm, da dieses bei 4400/min erreicht wird, der ICE jedoch mit 4800/min dreht.



3) Leistung

Die protokollierte ICE-Sollleistung liegt exakt bei der Werksangabe von 54 kW Nennleistung. Der aus Drehzahl und Drehmoment errechnete Wert liegt jedoch deutlich niedriger. Auch aus dem Rest werde ich nicht schlau. Weiß denn jemand, wo ich jetzt die Systemleistung von angeblich 74 kW finde?

Interessant. Schaut soweit auch alles plausibel aus.

Was noch interessant wäre, wäre ein Beschleunigen aus dem Stand. In deinem Fall konnte MG1 den ICE vor Anfang an, also bereits bei 75km/h voll drehen lassen (= maximale Leistung vom ICE). Ich rechne im Moment ja zum P4 rum, und laut den Daten, die ich bisher habe (wobei keine solche guten Daten wie bei dir vorhanden sind), kann das neuere P610 den Verbrenner nicht so früh voll drehen lassen. Nach aktuellem Kenntnisstand scheinen es 140... 150km/h zu sein für maximale ICE Drehzahl.
Wäre interessant, wie es sich beim Yaris verhält.

Kannst du in Stichpunkten deinen Workflow erklären (Hardware, Software), wie du zu deinen Daten gekommen bist?

OBDII-Bluetooth-Adapter: iCarsoft i620, Smartphone vkworld T5SE Android 5.1 (ohne SIM-Card, nur zum Spielen), Torque zum Aufzeichnen.

Da mein Adapter laut Torque AdapterStatus einer von der langsamen Sorte ist und da auch das Handy keine Bäume ausreißt, habe ich zuvor eine (möglicherweise unnötige) Vorsichtsmaßnahme für Torque ergriffen und habe alle Anzeigen und früher erstellte PID-Listen für Anzeigen und Daten-Aufzeichnung gelöscht.

Ich verwende keines der vorkonfigurierten Prius-Sets sondern erstellte eine .csv Datei im Ordner .torque/extendedpids, das nur enthält, was ich brauche.
Außerdem lasse ich Torque mit diesen PIDs nicht rechnen, sondern erledige das selbst. Wenn z.B. eine PID 2 Bytes D und E enthält, die mit einer Formel verknüpft sind, wie etwa bei der PID für rMG2, hole ich mir in 2 Schritten nur D und E und mache den Rest in Excel.

Also im konkreten Fall :
Name,Short,PID,Equ,Min,Max,Units,Header
_12,r2d,2162,D,0,1,,7E2
_13,r2e,2162,E,0,1,,7E2
und offline rechnen statt während der Aufzeichnung:
_r2,r2,2162,256*D+E-32768,-15000,15000,rpm,7E2

Ist etwas umständlich und nützt vielleicht gar nichts, aber man hat ja mit 70 sonst kaum noch Spaß.
Bei Gelegenheit werde ich eine Beschleunigung aus dem Stand aufzeichnen.

Hallo @VIP:

Sehr gute Arbeit sagt einer der bald 66 wird.

Wie man die Systemleistung findet, kann ich auch nicht sagen, aber deine Aufzeichungen und Bilder zeigen sehr gut auf, wie MG1 generatorisch via PSD dem ICE gegen hält, diese Leistung dann über den MG2 wieder auf den Antrieb wirkt und zusätzlich aus der HV-Batterie Leistung an MG2 geht. Auch das Rekuperieren über MG2 beim Gaswegnehmen ist gut mit dargestellt.

Glückwunsch sagt Helmut

Sehr gut @VIP.

Das HSD verhält sich bei Vollgas vom Prinzip, wie ein Fahrer, der im Direktgang mit rutschender Kupplung den ICE auf Höchstleistung hält. Nur das dabei keine Energie verschwendet wird. Statt die Energie der Drehbewegung zum großen Teil ins Freie zu leiten und in sehr viel Wärmeenergie umzuwandeln, leitet er diesen Teil in den MG1. Daraus folgt, dass das HSD, das nur eine Übersetzung hat, bei der Höchstgeschwindigkeit am wenigsten Schlupf hat. Dann geht am meisten mechanische Leistung vom ICE direkt auf die Antriebsachse. Dann ist die Drehzahl des MG1 bei maximaler ICE Leistung am niedrigsten und die des MG2 am höchsten. Dann hommt am wenigsten Strom, bei ICE Höchstleistung, aus dem MG1. Damit kann dann auch am meisten Strom von der Batterie dem MG2 zugeführt werden. Das geht aber nur so lange noch genügend Strom in der Batterie ist. Also geht das nur für ein begrenzte Zeit. Das Gaspedal muß dafür aber ganz durchgedrückt werden. Für diesen Versuch muss das Gaspedal dann ganz durchgedrückt werden. Um die Systemleistung zu bestimme, musst Du das Drehmomen und die Drehzahl an dem Achsantrieb messen. Du weißt zwar das Drehmoment vom ICE am Planetenradttäger Un dessen Drehzal. Aber wie groß ist das Drehmoment vom ICE, dass auf das Hohlrad wirkt? Das kann man natürlich errechnen, wenn man die genauen Übersetzungen für den Yaris HSD kennt.

Gerd

P.s. Tippfehler korrigiert Bei Höchstgeschwindigkeit ist natürlich die Drehzahl von MG2 am höchsten. war ein Tippfehler sorry.

Großes Lob !!!
Könnt Ihr das in's Wiki bringen ?
mfG schwarzvogel

YarisGerd schrieb:
Das HSD verhält sich bei Vollgas vom Prinzip, wie ein Fahrer, der im Direktgang mit rutschender Kupplung den ICE auf Höchstleistung hält. Nur das dabei keine Energie verschwendet wird. Statt die Energie der Drehbewegung zum großen Teil ins Freie zu leiten und in sehr viel Wärmeenergie umzuwandeln, leitet er diesen Teil in den MG1. Daraus folgt, dass das HSD, das nur eine Übersetzung hat, bei der Höchstgeschwindigkeit am wenigsten Schlupf hat.(...)

Das ist eine gute Analogie für maximale ICE-Leistung. Wobei bei niedrigen Geschwindigkeit einem die "HSD-Kupplung" (MG1) abrauchen kann, der ICE also gedrosselt wird, wenn MG1 zu schnell drehen würde. Das wird uns VIP bei der nächsten Messung, von 0km/h aus, bestimmt zeigen.

Interessant ist, dass es bei mittleren Geschwindigkeiten und bei mittlerer Drehzahl auch den Zustand des stehenden MG1 gibt (Drehmoment: Ja, Drehzahl: 0, daher Leistung: 0). Beim Prius 4 sind das z.B. 2200rpm beim ICE und 125km/h. Dass könnte VIP ebenfalls sehen, wenn er mal lockerer fährt, beim Yaris vielleicht schon bei 100km/h.

@dukesim

Sehr richtig! Der MG1 darf nicht zu hoch drehen. Deshalb wird da auch noch kein Vollgas gegeben. Das verhindert der Computer. Bei allen modernen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren wird das genauso gemacht. Ich hatte eine Tippfehler in meinem letzten Beitrag, den ich korrigiert habe. Ich wollte mit dem Beitrag klar machen, dass das HSD nicht wirklich die Übersetzung ändert. Bei einem Schaltgetriebe ändert sich nicht nur die Drehzahl sondern auch das Drehmoment. Beim HSD ändert sich zwischen Verbrennungsmotor und Antriebsachse nur die Drehzahlen. Zu dem Ganzen kommt noch der Heretical Mode. Auf den will ich hier nicht eingehen, weil der nicht unter Vol Last zum Tragen kommt. @Vip hat aufgezeigt, dass aus der Batterie noch Strohm entnommen wird. Das ist der Hinweis auf die Systemleistung. Jetzt muss noch über das MG2 Drehmoment die und die MG2 RPM die mechanische Leistung des MG2 ausgerechnet werden. Wenn man dann den Anteil des Drehmoments nimmt, der vom ICE auf das Hohlrad geht und dessen Drehzahl errechnet, kann man ausrechnen, wie viel mechanische Leistung vom ICE auf den Antrieb geht. Wenn man dann die mechanische MG2 Leistung dazu addiert, hat man die momentane Systemleistung.

Gerd

die Addition der Leistung MG1 und MG2 macht IMHO keinen Sinn.
Die MG1 1 + MG2 macht keinen Sinn.

Ich sage mal:
Radleistung = MG2 + (Ausgang HSD)
Radleistung = MG2 + MG1 + ICE
Soweit ist das Nachvollziehbar, aber falsch.

Leistung MG2 = Leistung MG1 + Batterieleistung.
Das ist zwar Richtig,
Aber die Folge: Radleistung = MG1 + Batterieleistung + Verbrenner
was wieder Falsch.
weil die Leistung MG1 ein Teil der Verbrenner-Leistung ist.

Daher bleibt, was wir schon wussten: Radleistung ist Verbrenner-Leistung + Batterieleistung (-Verluste)

Die Messung von MG1 und MG2 hilft höchstens, um die Batterieleistung zu erfassen (MG2-MG1) und um Verluste zu schätzen.

Da die Summe gemacht wurde, und ca. 7Kw ergibt, scheint die Batterie nur ca. 7kW zu liefern. Frage: war die Batterie sehr kalt, oder sehr Heiß?
die vom P2 schiebt Anfangs etwa 25kW, dann etwa 15-18kw dazu.
also: 25kw Elektrisch + 57kW ICE = 82kW Systemleistung

Angegeben ist der P2 IMHO mit 83kW. Die Schätzung passt also.

Die "Systemleistung" geht nur kurz (Akku) aber ein klassischer Verbrenner hat seine Leistung ja auch nur in einem "Best-Punkt".

YarisGerd schrieb:
(...)Ich wollte mit dem Beitrag klar machen, dass das HSD nicht wirklich die Übersetzung ändert. Bei einem Schaltgetriebe ändert sich nicht nur die Drehzahl sondern auch das Drehmoment. Beim HSD ändert sich zwischen Verbrennungsmotor und Antriebsachse nur die Drehzahlen.(...)

Ich denke, so kann man das nicht zusammenfassen. Als Blackbox ist das HSD für den Verbrenner wie ein mechanisches CVT. Es wandelt Drehzahl und damit energieerhaltungsmäßig auch das Drehmoment. Also ein ganz klassisches Getriebe. Was natürlich dazu kommt, ist die Möglichkeit elektrische Energie rein und raus zu "schmuggeln".
Wenn der Verbrenner, wie VIP ab 75km/h aufgezeichnet hat, eine konstante Leistung liefert, dann kommt hinten entsprechend zunehmend Drehzahl und abnehmend Drehmoment an.

Der Punkt von Frank sehe ich auch so.

frankenfrank schrieb:

Da die Summe gemacht wurde, und ca. 7Kw ergibt, scheint die Batterie nur ca. 7kW zu liefern. Frage: war die Batterie sehr kalt, oder sehr Heiß?
die vom P2 schiebt Anfangs etwa 25kW, dann etwa 15-18kw dazu.
also: 25kw Elektrisch + 57kW ICE = 82kW Systemleistung

Angegeben ist der P2 IMHO mit 83kW. Die Schätzung passt also.

Die Batterietemperatur weiß ich nicht, die Außentemperatur lag etwas über 20°. Das Auto stand be ca 15° in der Garage und ich hatte eine Anfahrt von ca 20 Min mit Geschwindigkeiten um/unter 80 km/h zur Aufzeichnung. Sollte also alles irgendwie im grünen Bereich sein.
Auch beim Yaris passt die "Schätzung": die Leistungsangaben sind 54 kW ICE, 20 kW Batterie, 74 kW System.

@dukesim

Nein, das HSD wandelt das Drehmoment vom ICE nicht. Es bringt nur den ICE in einen Drehzahlbereich, in dem er ein hohes Drehmoment entwickeln kann. Wen man ein Schaltgetriebe mit einer Übersetzung von 2:1 nimmt, dann sinkt die Ausgangs Drehzahl auf die Hälfte, aber das Ausgangsdrehmoment verdoppelt sich. Das bei einem Hybridsystem mit einem parallel arbeitenden Elektromotor noch Drehmoment vom Elektromotor dazu kommt ist eine andere Sache.


@frankenfrank

Die Leistung von MG1 soll nicht zu die von MG2 Addiert werden.

Die Leistung, die der ICE mechanisch direkt auf den Antrieb gibt soll zu der mechanischen Leistung von MG2 addiert werden. Dazu musst Du erst einmal berechnen, wie viel Leistung der ICE direkt auf die Antriebsachse überträgt. Dazu brauchst Du die Drehzahl vom Hohlrad und das Drehmoment, das der ICE auf das Hohlrad überträgt. Das Drehmoment sind lt. Proprius 72% vom ICE Drehmomenr. Die Drehzahl ist die gleich, wie die des MG2. Also kannst Du das Drehmomente von MG2 zu den 72% des Drehmoment vom ICE nehmen. Bei einem Drehmoment hat man einen Radius von einem Meter. Das ergibt einen Kreisumfang von 2*r*pi. Die Einheit ist Meter. Die Drehzahl wird in Umdrehungen/Minute angegeben. Damit kannst Du dann die jeweilige erbrachte Systemleistung ausrechnen. Wieviel Kpm/min ein KW hat kannst du ja googelen.

Gerd

Eine kleine Korrektur: Der Kreisumfang ist nicht r*r*pi/4 sondern 2*r*pi, weshalb die Leistung sich als 2pi*Drehzahl*Drehmoment berechnet.
Das Ergebnis sind Watt, wenn mit Drehzahl in 1/sec und Drehmoment in Nm gerechnet wird.

@VIP

Stimmt, da hast Du Recht. Das habe ich verwechselt. Das war die Formel für die Kreisfläche. Man wird alt. Ich war gerade auf der Rückfahrt von Rostock nach Hamburg und hatte kurz vor Hamburg noch eine kleine Pause gemacht und dabei diesen kleinen Beitrag geschrieben. Die war wohl auch notwendig. Sonst wäre mir das wohl nicht passiert. Aber ich hoffe, dass Du mit meinen Beiträgen trotzdem etwas anfangen kannst. Für Korrekturen bin ich stets dankbar.

Gerd

@Frankenfrank

Du darfst nicht übersehen, dass die maximale Leistung von MG2 begrenzt ist. Und wenn der schon vom MG1 die maximale Strommenge bekommt, dann kann er auch nicht mehr so viel aus der Batterie dazu bekommen. Das trifft auch tu, wenn die Batterie einen geringen Ladestatus hat.

Gerd