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THEMA: Schwungradspeicher
#205984
Einsparungen 07.05.2013 11:48 - vor 6 Jahren, 6 Monaten  
@Helmut: Dein Rechenbeispiel hinkt leider etwas.
Einen Prius mit 1400kg auf 100km/h zu beschleunigen (nur kinetische Energie), erfordert mehr als 150Wh, da ein nicht zu vernachlässigender Energiebetrag auch in die rotierenden Teilen (Rädern, Wellen usw.) eingebracht werden muß.
Wenn man also von geschätzt 200Wh ausgeht, sind das 22,7ml (ccm) Benzin-Äquivalent oder ca 70ml tatsächlicher Verbrauch (bei 33% mittl. Wirkungsgrad), auf den ersten Blick wirklich nicht umwerfend viel. Wenn man aber 100km betrachtet (wie bei den anderen Fahrwiderständen geschehen), und wird so alle 7km beschleunigt und gebremst (was ja nicht sehr realitätsfremd ist), so ist das auf 100km schon fast ein Liter und damit in der Größenordnung von 20%.
Oder anders gerechnet: Für Beschleunigen auf Tempo 100 mit sagen wir 0,5m/s2 fährt man 772m. Um diese Strecke mit konstant 100 zu durchfahren, werden für Roll- und Luftwiderstand ca. 61Wh benötigt, also weit weniger als für das Beschleunigen (knapp 7ccm Benzin-Äquivalent oder tatsächlich 21ccm).
Zusammenfassung: Auf 100 zu beschleunigen kostet 70ml Benzin, die gleiche Strecke mit konstant 100 zu durchfahren nur 21ml.
Wenn man konstant mit 100 km/h fährt, wird natürlich nichts rekuperiert. Aber im Stadt- bzw. Überlandverkehr bringt die Energierückgewinnung trotz der vielen Energie-Umwandlungen (alle mit endlichem Wirkungsgrad!) schon einiges.
Das deckt sich auch mit den Beobachtungen, die wohl jeder Prius-Fahrer schon gemacht hat. in der Stadt liegt der Verbrauch meist um die 5l/100km, Autobahn fordert selbst bei verhaltener Fahrweise schnell 6l/100km und mehr...
Wer es nachrechnen will, hier die Daten (NHW20):
Breite: 1,725 m
Höhe: 1,49 m
A 2,57025 m2
A korr. 2,31322 m2
cw 0,25
bei v=100 km/h
F Luft 268,6 N
P Luft 7,5 kW
P Roll. 0,5 kW
bujatronic
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Letzte Änderung: 07.05.2013 12:16 von bujatronic.
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#205988
Aw: Schwungradspeicher 07.05.2013 12:37 - vor 6 Jahren, 6 Monaten  
@ R.K:
"Das Fahrzeug kann bei plötzlichen Seiten- oder Nickbewegungen schnell den Fahrbahnkontakt verlieren"
Schon mal Motorrad gefahren? Das wird durch die Kreiselwirkung der Räder stabilisiert und verliert nicht durch plötzliche "Seiten- und Nickbewegungen" den Fahrbahnkontakt. Kann es auch gar nicht, weil Seitenbewegungen (die ja erst Folge von verlorenem Fahrbahnkontakt oder Schräglauf sind) bei Geradeausfahrt koaxial zur Kreiselachse erfolgen und somit diese nicht verlagern. Nickbewegungen verschieben die Kreiselachsen nur und bewirken ebenfalls keine Präzession. Wäre es anders, würden Fahrrad- und Motorradfahrer sehr gefährlich leben. Und der Gyrocar wäre umgekippt.
Wie aus den Veröffentlichungen klar erkennbar, ist das Schwungrad von Volvo-KERS vertikal eingebaut (Achse waagerecht), anders als beim Gyrobus. Dessen Fahrverhalten war anders, aber bei weitem nicht unbeherrschbar. Oder glaubt jemand ernsthaft, in einem Land wie der Schweiz wäre ein Fahrzeug mit kriminellen Fahreigenschaften zur Personenbeförderung zugelassen worden???
Wer es nicht glaubt, nehme mal ein Rad von einem Fahrrad mit beiden Händen an der Achse und drehe es. Solange man es horizontal verschiebt, gleich in welche Richtung, treten keine Kreiselkräfte auf. Erst wenn man es kippen will, merkt man die Präzession, und die wirkt stabilisierend. Ein Fahrzeug, das eine Kurve durchfährt, würde durch einen Kreisel nach innen geneigt, was der Zentrifugalkraft entgegen wirkt.
Überhaupt scheint mir hier im Forum ein ziemliches Defizit an Kenntnissen der technischen Mechanik zu herrschen, wie z.B. die Erwähnung der Corioliskraft zeigt. Diese tritt auf, wenn ein Körper sich in einem Rotationssystem bewegt. Also wenn z.B. ein Fahrzeug auf der Erde von N nach S fährt, entfernt es sich von der Rotationsachse der Erde, seine Umfangsgeschwindigkeit nimmt folglich zu, es wird also in Richtung O beschleunigt. Die dazu nötige (Coriolis-)Kraft hängt allein von dessen Masse ab, und nicht, ob da drin was rotiert. Der Effekt auf unserer Erde ist nur, daß die rechte Seite aller Fahrzeuge mir knapp einem Promille ihres Gewichts mehr belastet wird. Der höhere Reifenverschleiß rechts hat jedoch meist andere Ursachen. Bei der Bahn hingegen ist die stärkere Abnutzung der rechten Schiene tatsächlich darauf zurückzuführen...
Der Schwungradspeicher ist übrigens beileibe nicht nur ein Kurzzeitspeicher. Beim Gyrobus drehte sich das voll aufgeladene Schwungrad ganze 12Stunden nach! Ich denke, daß moderne Methoden da einiges mehr ermöglichen, freilich nicht so lange wie eine Batterie.
bujatronic
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Letzte Änderung: 07.05.2013 12:58 von bujatronic.
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#210680
Aw: Einsparungen 18.06.2013 12:00 - vor 6 Jahren, 5 Monaten  
bujatronic schrieb:
@Helmut: Dein Rechenbeispiel hinkt leider etwas.
Einen Prius mit 1400kg auf 100km/h zu beschleunigen (nur kinetische Energie), erfordert mehr als 150Wh, da ein nicht zu vernachlässigender Energiebetrag auch in die rotierenden Teilen (Rädern, Wellen usw.) eingebracht werden muß.

Wenn man also von geschätzt 200Wh ausgeht, sind das 22,7ml (ccm) Benzin-Äquivalent oder ca 70ml tatsächlicher Verbrauch (bei 33% mittl. Wirkungsgrad), auf den ersten Blick wirklich nicht umwerfend viel. Wenn man aber 100km betrachtet (wie bei den anderen Fahrwiderständen geschehen), und wird so alle 7km beschleunigt und gebremst (was ja nicht sehr realitätsfremd ist), so ist das auf 100km schon fast ein Liter und damit in der Größenordnung von 20%.
Oder anders gerechnet: Für Beschleunigen auf Tempo 100 mit sagen wir 0,5m/s2 fährt man 772m. Um diese Strecke mit konstant 100 zu durchfahren, werden für Roll- und Luftwiderstand ca. 61Wh benötigt, also weit weniger als für das Beschleunigen (knapp 7ccm Benzin-Äquivalent oder tatsächlich 21ccm).
Zusammenfassung: Auf 100 zu beschleunigen kostet 70ml Benzin, die gleiche Strecke mit konstant 100 zu durchfahren nur 21ml.
Wenn man konstant mit 100 km/h fährt, wird natürlich nichts rekuperiert. Aber im Stadt- bzw. Überlandverkehr bringt die Energierückgewinnung trotz der vielen Energie-Umwandlungen (alle mit endlichem Wirkungsgrad!) schon einiges.
Das deckt sich auch mit den Beobachtungen, die wohl jeder Prius-Fahrer schon gemacht hat. in der Stadt liegt der Verbrauch meist um die 5l/100km, Autobahn fordert selbst bei verhaltener Fahrweise schnell 6l/100km und mehr...
Wer es nachrechnen will, hier die Daten (NHW20):
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@bujatronic:
Da ich den Mai über nicht im Forum war, kommt erst jetzt eine Antwort.

Deine angeführten rotierenden Teile (Rädern, Wellen usw.) sind ja nichts weiter wie "Schwungradmassen" und damit Speicher. Und da diese ja in beiden Richtungen wirksam sind (Beschleunigung, als auch bei der Verzögerung/Energierückgewinnung) kann man die ersteinmal in der Bilanz vernachlässigen
Insofern sind die von mir gemachten Angaben so ersteinmal nicht völlig abwegig und hinken auch nicht
Bei den von dir gemachten Angaben gemäß den Daten (NHW20), kann ich dem Wert von P Luft ja noch zustimmen, aber bei P Roll, hast du dich wohl beim Rollwiderstandsbeiwert um Faktor 10 gerirrt.
Der Prius rollt ja nicht wie eine Eisenbahn auf Schienen

P Roll liegt bei 100km/h bei 3,7 kW !!!

Kann man hier nachempfinden.
(...einfach die entsprechenden Eingabefelder für Rollwiderstandsbeiwert oder dem CW Wert wechselseitig auf Null setzen und dann bei den jeweiligen Geschwindigkeiten die benötigte Leistung in kW ablesen )

Sind beide Werte belegt, sieht man die Antriebsleistung die benötigt wird, um den Gleichgewichtszustand zu erreichen, welche für die entsprechende Geschwindigkeit nötig ist!!!

!!!Bei 100km/h sind es gut 12kW!!!

---> home.arcor.de/sg_temp/prius/fahrprofilrechner.htm

Erläuterungen hierzu mit Hinweisen zu Wiki und den verwendeten Gleichungen findet man hier:

---> home.arcor.de/sg_temp/prius/erlaeuterungen.htm

Grüsse Helmut alias Hjermind

Wichtige Hinweise!
Dem Potential der möglichen Energierückgewinnung durch Rekuperation wird viel zu viel beibemessen und die HV-Batterie wird beim HSD nicht primär wegen des Rekuperationspotentals eingesetzt, sondern da der Atkinson Motor bei kleinen Drehzahlen keinen Herring vom Teller zieht und somit die hohe Drehmomentunterstützung des MG im Gesamtkonzept benötigt wird.
Darüberhinaus sorgt die geniale Lastaufteilung (Verbrenner, MG1 MG2) über das Planeten Getriebe für einen guten Gesamtwirkungsgrad vom eingesetzten Kraftstofft über dem Atkinson-Verbrenner bis zu den Rädern, also dem Wirkungsgrad vom Sprit bis auf die Straße!
Das HSD zusammen mit anderen Leichtlaufkomponenten (Bremsen könnten durch bessere Materialien lauftleichter sein) bilden das eigentliche Gespann, welches den Prius zu einem echten 5Liter Auto macht! Das sind die dominierenden Größen im HSD-Konzept!

---> www.curbsideclassic.com/wp-content/uploa.../Atkinson-anim-6.gif

Der Atkinson-Gif kann man sehr gut entnehmen, warum eine Aktinsonmaschine einen größeren Wirkungsgrad hat, wie ein Verbrenner nach reinem Otto-Prinzip.

Das "A und O" ist immer der Carnot-Prozeß, und wie gut man sich dem technisch annähern kann.
Dabei ist bei den Wärmekraftmaschinen immer wirkungsgradbestimmend (neben dem Kompressionsgrad), wie weit sich das Treibstoff-/Gasgemisch anschließend kontrolliert entspannen kann!!!

Man sieht an der GIF sehr schön die Phase, wo sich der Kolben am weitesten nach rechts oben bewegt. Das ist die Phase nach dem Zünden des Verbrennungsgemisches!!!
Anders ausgedrückt, nach dem Zünden legt der Kolben einen größeren Gasentspannungweg(hub) zurück, als bei herkömmlichen Otto-Motoren, wo Kompressionsweg(hub) und Gasentspannungsweg(hub) immer gleich groß sind!
haribo
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Letzte Änderung: 18.06.2013 14:01 von haribo.
Prius II, 07/2008, SOL, weiß, 327tKm (Stand 11/2019)
Grüße,Helmut
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#221034
Aw: Schwungradspeicher 06.09.2013 21:16 - vor 6 Jahren, 2 Monaten  
Schwungräder und Lufttanks: Neue Hybridsysteme gegen den Spritdurst

- www.aachener-zeitung.de/news/auto/schwun...-spritdurst-1.651474
- www.techfieber.de/motor/2013/09/14/green...egen-den-spritdurst/

Grüße, Egon
Egon
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Letzte Änderung: 15.09.2013 01:25 von Egon.Grund: Link ergänzt.
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#236559
Aw: Schwungradspeicher 16.01.2014 16:14 - vor 5 Jahren, 10 Monaten  
Zitat:
Energiespeicher im Motor: Der Porsche GT3 R Hybrid hat ein luftdicht verkapseltes Schwungrad an Bord, das Strom für einen Elektromotor produziert.
- www.berliner-woche.de/ratgeber/auto-und-...icks-der-hersteller/

Grüße, Egon
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#236574
Aw: Schwungradspeicher 16.01.2014 17:13 - vor 5 Jahren, 10 Monaten  
Egon schrieb:

Zitat:
Energiespeicher im Motor: Der Porsche GT3 R Hybrid hat ein luftdicht verkapseltes Schwungrad an Bord, das Strom für einen Elektromotor produziert.




Wäre es nicht sinnvoller die Schwungenergie ohne Verluste direkt an die Antriebsräder zu leiten?
Woody
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#245366
Aw: Schwungradspeicher 28.03.2014 19:16 - vor 5 Jahren, 8 Monaten  
Zitat:
Die Vision 2020 von Volvo umfasst nicht nur die Verkehrssicherheit, sondern auch die Energieeffizienz. Daher wird derzeit an einem "flywheel" Energierückgewinnungssystem gearbeitet (ähnlich dem KERS der Formel 1), welches den Kraftstoffverbrauch um mehr als 25% senken kann und dabei nur ein Viertel des Preises eines konventionellen Hybrid-System mit Batterie kostet.
- autophorie.de/2014/03/28/vision-2020-volvo-kers-system/



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#565678
Aw: Schwungradspeicher 05.11.2019 21:32 - vor 2 Wochen, 3 Tagen  
Zitat:
Kinetische Batterie von Chakratec
Wie der Schwungrad-Speicher ein Lade-Problem von Elektroautos löst

Um Schnellladesäulen auch dann betreiben zu können, wenn das Stromnetz nicht genug Leistung liefert, braucht es Zwischenspeicher. Das israelische Start-up Chakratec bringt jetzt einen rein mechanischen Akku auf den Markt, der auch noch umweltfreundlich ist.

- www.focus.de/auto/elektroauto/kinetische...rom_id_11297441.html

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#565701
Aw: Schwungradspeicher 05.11.2019 23:24 - vor 2 Wochen, 2 Tagen  
Schwungradspeicher faszinieren mich seit Jahrzehnten. Wenn ich den Focus Bericht lese, frage ich mich, wie es mit der Sicherheit aussieht: Was passiert, wenn z.B. ein Auto in einen dieser neuartigen Kästen fährt? Die hohe kinetische Energie berstender Schwungräder würde locker das Blech heutiger Karosserien durchschlagen, mit fatalen und möglicherweise tödlichen Folgen. Ich denke, solche Energieversorgungen müssen mehrere Meter tief in der Erde vergraben werden, alles andere ist unsicher.
Vmax165
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#567905
Aw: Schwungradspeicher 16.11.2019 21:05 - vor 6 Tagen, 1 Stunde  
Zitat:
Škoda testet Schnelllader mit Schwungradtechnik

Darüber hinaus handele es sich bei dem rein mechanischen Kinetic Power Booster um eine umweltfreundliche Lösung ohne chemische Batteriezellen...

Technisches Herzstück der Ladestation sind zehn Schwungräder in einem Container, die dort in einem Vakuum rotieren.
- ecomento.de/2019/11/15/skoda-elektroauto...adtechnik-test-prag/

Viele Grüße, yarison
yarison
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2016 YHSD Lounge FL
Bevor man einen Kommentar postet, stellt man sich vor, wie man ihn abends seinen Kindern, seiner Frau und seinen Eltern vorliest. Würde man sich dafür schämen, postet man ihn nicht.
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#567943
Aw: Schwungradspeicher 17.11.2019 00:19 - vor 5 Tagen, 22 Stunden  
Vmax165 schrieb:
hohe kinetische Energie berstender Schwungräder
Ja, ein verreckendes aufgeladenes Schwungrad macht ziemlich unangenehme Löcher in die Umgebung... mal abgesehen von den praktischen Problemen mit Drehzahl- bzw. Lageänderungen - da diese beiden Wörter ab einer gewissen Drehzahl zusammenhängen.

Hier mal in klein und harmlos:
youtu.be/n_6p-1J551Y
GAK
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Letzte Änderung: 17.11.2019 00:20 von GAK.
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#567958
Aw: Schwungradspeicher 17.11.2019 08:17 - vor 5 Tagen, 14 Stunden  
gshybrid schrieb:
Das mit dem Schwungradspeicher wird alle paar Jahre immer mal wieder zum Thema. Meines Wissens ist dabei im Pkw-Bereich noch nie irgendwas serienmäßig Produziertes herausgekommen.
Ja, das ist wohl so. Der Thread ist auch schon wieder 7 Jahre alt. Zur Ergänzung der technischen und physikalischen Aspekte enthält er bereits viele Informationen. Bei Interesse bitte etwas zurückblättern.

Grüße, Egon
Egon
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#568028
Aw: Schwungradspeicher 17.11.2019 13:02 - vor 5 Tagen, 9 Stunden  
Gyrobus 1950 Oerlikon, die Idee ist schon älter...
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Prius 4 Plug-In Comfort marlingrau
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