Opel Ampera & Chevrolet Volt Forum

2007 war ich auf der IAA wo der Prototyp Opel Flextreme vorgestellt wurde. Es wurde dort auch wohl ein Prototyl des Voltec Systems eingebaut.
Hier ein Foto:
Man sieht sehr deutlich, dass hier keine mechanische Verbindung zwischen RE und Fahrmotor besteht.
Wohl auch der Grund wieso GM lange propatiert hat das man immer rein elektrisch fährt ohne mechanische Verbindung zum RE.
Wobei die Leistungsdaten wie 150 PS und 370 Nm vom Fahrmotor damals schon ähnlich den heutigen waren.

Als Volt/Ampera dann rauskamen war das Voltecsystem aber umgebaut worden in der Form wie wir es jetzt kennen.
Was ich noch nicht ganz verstanden habe, wieso wird der RE bei höheren Geschwindigkeiten (wann genau?) an den Antriebsstrang gekoppelt ?
Klar ist mir Effizienz Erhöhung, aber das oben gezeigte System kann das ja nicht. Versucht man mit dem heutigen "Modus 4" die Umwandlungsverluste Mechanisch - Elektrisch - Elektrisch- Mechanisch teilweise zu umgehen ?

In einem anderem Forum wurde gesagt, dass der Prius es ähnlich macht, eben fast identische Planetengetriebekonstruktion hat wie der Ampera, nur ohne Kupplungen und etwas anders angeschlossen.
So ganz habe ich den aktuellen Prius noch nicht ganz verstanden.

Was sagen die Technikexperten hier dazu?

Vielleicht bei dieser Gelegenheit ... für alle die schon Experten sind oder noch werden wollen ... Ich stelle das Kapitel 2 aus diesem Buch zur Verfügung ... Alles über Hybridantriebe ...

https://www.dropbox.com/s/qmgzlzt2zy4qr ... triebe.pdf

agentsmith1612 hat geschrieben:Was ich noch nicht ganz verstanden habe, wieso wird der RE bei höheren Geschwindigkeiten (wann genau?) an den Antriebsstrang gekoppelt ?

Hallo agentsmith

Der RE wird nicht erst bei höheren Geschwindigkeiten über den Generator ans Hohlrad des Plantengetriebe gekoppelt.
Wann genau weiss ich (noch) nicht, da mein RE fast immer ausserorts und auf der Autobahn zum Einsatz kommt. Der Wechsel der Voltecmodi erfolgt dynamisch und nicht an eine bestimmte Geschwindigkeit, wohl eher an eine bestimmte Leistungsanforderung des Systems gekoppelt. Ist ja logisch steil aufwärts oder steil abwärts, da gibts auch bei gleicher Geschwindigkeit nicht den selben Voltecmodus.
Wobei die Geschwindigkeit natürlich für die bereitzustellende Energie ein sehr grosser Faktor darstellt. Die Rechner bestimmen, wann welcher Modus am effizientesten arbeitet.

Bereits bei Tacho 70 (66km/h) gibt es den Voltecmodus 4.
Siehe mal hier: http://opel-ampera-forum.de/viewtopic.php?f=33&t=1138 Es braucht etwas Zeit, um bei jedem Bild die Daten anzusehen und zu analysieren was da gerade passiert.

Irgendwo habe ich hier mal geschrieben, dass der Modus 4 bei der Abfahrt von der Autobahn bis ca 50km/h aktiv blieb. Damals habe ich keine Aufzeichung der Ströme beider E-Motoren gemacht.

Klar ist mir Effizienz Erhöhung, aber das oben gezeigte System kann das ja nicht. Versucht man mit dem heutigen "Modus 4" die Umwandlungsverluste Mechanisch - Elektrisch - Elektrisch- Mechanisch teilweise zu umgehen ?

Bin gleicher Meinung. Es geht beim Modus4 um die mechanischen Verluste. Allgemein gesagt, jedes Bisschen Kraft soll noch auf die Räder gebracht werden und nicht durch den Auspuff verschwinden.

Ich bin mir nicht mehr ganz sicher, irgendwie habe ich in der Erinnerung, der Voltecmodus4 ergibt eine 10%-ige Steigerung der Effizienz.

Nicht zu vergessen, beim starken Beschleunigen, wird die Verbindung des Produktionsgespanns RE-Generator zum Hohlrad des Planetengetriebes sofort getrennt. Voltecmodus3. Der Hauptmotor übernimmt eine starke Beschleunigung immer alleine.
Hier:
http://opel-ampera-forum.de/viewtopic.p ... 140#p13916

Ich vermute mal der RE arbeitet in den für die Verbrennung optimalen Drehzahlbereichen. Ich stell mir nun die Frage, sind diese Drehzahlen auch für den Generator optimal? Nachfolgend ist indirekt ja auch der Akku von der RE-Drehzahl betroffen.
Wie hoch wären die Verluste an Stromproduktion ohne die Verbindung übers Hohlrad des Planetengetriebes?

Ich stell mir das so vor, ohne die Verbindung zu den Rädern im Voltecmodus4 müsste der RE länger laufen bis der gewünschte Akku-SOC erreicht ist und der RE abgeschaltet wird.

Der Voltecantrieb ist eine irre geile Konstruktion. Auch im Modus4 gibt es alle nur erdenklichen Situationen. Ein Beispiel, Der RE läuft in optimalen Drehzahlbereichen, da kann schon auch mal sein, dass RE-Generator Strom produziert und dass der Akku auch Leistung hergeben muss, ohne dass gerade beschleunigt wird.

In einem anderem Forum wurde gesagt, dass der Prius es ähnlich macht, eben fast identische Planetengetriebekonstruktion hat wie der Ampera, nur ohne Kupplungen und etwas anders angeschlossen.
So ganz habe ich den aktuellen Prius noch nicht ganz verstanden.

Was sagen die Technikexperten hier dazu?

Alle Planetengetriebe sehen für mich irgendwie ähnlich aus, Sonnenrad und Planeten. Der Unterschied ergibt sich daraus, was wo und wie drangehängt wird.

Grüsse
EcoDrive

micky4 hat geschrieben:Vielleicht bei dieser Gelegenheit ... für alle die schon Experten sind oder noch werden wollen ... Ich stelle das Kapitel 2 aus diesem Buch zur Verfügung ... Alles über Hybridantriebe ...

..."Ich will es noch werden"...
-besten Dank für dafür!

Klar ist ja, dass wenn wir keine mechanische Verbindung zu den Rädern haben, Energie beim Umwandeln verlieren, wie ich oben schon geschrieben habe.
Um sagen wir eine Geschwindigkeit X zu halten bei ebener Fahrbahn brauchen wir einen gewissen Menge an Energie.
Um diese Menge zu erhalten können wir ja entweder 100 % aus dem Hauptfahrmotor entnehmen und den Strom den für dafür brauchen über den Generator generieren. Damit müsste der Verbrenner mit einer bestimmten Drehzahl laufen.
Die Drehzahl des Verbrennungsmotors kann niedrig sien die Last durch den Generator aber hoch oder wir fahren mit höheren Drehzahlen und geringer Last in beiden Fällen bekommen wir gleich viel Leistung raus (wenn das so richtig ist?).

Ideal wäre es natürlich den Punkt zu finden bei dem der Verbrenner in optimaler Drehzahl läuft mit optimaler Last also der Punkt an dem die beste Strom/Verbrauchsverhältnis anliegt.
Wenn wir aber nicht so viel Strom brauchen ist das wieder unnützlich.

Der Modus 4 läuft so wie ich mir das gerade vorstelle, dann so das wir eben nicht 100% aus dem Fahrmotor entnehmen sondern vielleicht nur 70 % und der Rest kommt dann durch den Verbrenner an die Räder.
Wir bekommen einen Effizenzgewinn, da wir ja die Rädern direkt mit Antreiben ohne Wandlungsverluste.

Die Regelung wird dadurch aber auch nicht einfacher finde ich, denn wir haben für die jede Drehzahl jedes Motors auch nochmal die Last zu betrachten die wir anlegen.
Beispiel: Wir fahren 100 km/H 70 % kommt aus dem Hauptfahrmotor 30 % aus dem Verbrenner, also muss auch 70 % der Energie am Generator erzeugt werden, die Drehzahl ist jedoch mehr oder weniger festgelegt.
Wenn wir aber nun mehr Strom brauchen, können wir die Last erhöhen am Generator oder die Drehzahl, wenn wir die Drehzahl erhöhen verringern wir die Drehzahl des Hauptmotors und mehr Energie kommt zu den Rädern mit, aber auch mehr Strom obwohl wir weniger brauchen.
Aber dafür gibt es sicher bei GM genug Ingineure die genau dafür entliche Tests und Messungen gemacht haben.

Beim Prius scheint mir das alles sogar noch schwirieger zu sein, da wir bei nicht Benutzung das nicht einfach abschalten können per Kupplung sondern es immer mitläuft. Hier haben wir meinem Verständnis nach nicht den Vorteil den Verbrenner in jeder Drehzahl laufen zu lassen wie wir es gerade brauchen sondern, es ist wie bei normalen Auto auch Geschwindigkeits abhängig, aber eben nur in einem Gang, richtig ?
Aber das heißt doch dann wenn ich das richtig verstehe, ich kann im Prius wenn der Akku leer ist nur mit Benzin fahren zu 100% der E-Motor trägt nichts dazu bei ? Weil laut Zeichnung kann wärend der Fahrt mit Benzin nicht gleichzeitig der Generator mit laufen?

Und natürlich vielen Dank für das Buch und EcoDrive für die Erklärungen.

agentsmith1612 hat geschrieben: Was ich noch nicht ganz verstanden habe, wieso wird der RE bei höheren Geschwindigkeiten (wann genau?) an den Antriebsstrang gekoppelt ?
Klar ist mir Effizienz Erhöhung, aber das oben gezeigte System kann das ja nicht. Versucht man mit dem heutigen "Modus 4" die Umwandlungsverluste Mechanisch - Elektrisch - Elektrisch- Mechanisch teilweise zu umgehen ?

Im Normalfall übernimmt der Haupt-E-Motor MB von 0 bis 9400 U/min (0-161kM/h) die Arbeit, auch beim Beschleunigen !!! ist er alleine beteiligt.
Bei 9400 U/min hat ein E-Motor allerdings einen schlechteren Wirkungsgrad. Um bei hohen Umdrehungen beim E-Motor mehr Leistung rauszuholen muß ich ein vieles mehr Leistung reinstecken. Die Leistungslinie Eingangsleistung-Ausgangsleistung ist nicht linear. Über das Planetengetriebe kann man jetzt mit einen zweiten und viel kleineren Motor die Motorumdrehungen reduzieren. Die Leistung kommt dabei vom Hauptmotor und die benötigte Umdrehung vom kleineren Motor. Dabei ist die gesamt Energieaufnahme der beiden Motoren kleiner als wenn der Hauptmotor alleine mit der hohen Geschwindigkeit laufen würde.
Jetzt zum RE. Wenn der zweite Motor MA als Generator eingesetzt wird, da die Batt.
den unteren Stromabgabelevel erreicht haben, und die Stromabgabe über die Batt. und Generator erfolgt, wird zur Erhöhung des Wirkungsgrades des Hauptmotors MB der RE mit eingesetzt.
Der RE, mit angekoppeltem Generator (MA), reduziert damit also die hohe Umdrehung des
Hauptmotors MB. Der RE dient also nicht zum direkten Antrieb der Antriebsräder.
Der Einsatz ist jetzt flexibel und er ist Leistungsabhängig, ein Faktor dabei auch die Leistungs-/Umdrehungsstufen der RE-Generatoreinheit, also wie hoch der RE läuft, zum Verhältnis der Umdrehung des Hauptmotors MB. Daher kann man keine Aussage machen wenn die Zuschaltung erfolgt, es spielen zu viel Faktoren dabei eine Rolle. Sowie die Elektronik errechnet das zwei Motoren weniger Energie benötigen als der Hauptmotor alleine, wird der Gen.-/Motor (MA) im System mit eingebunden. Am ehesten läuft der "Modus 4" bei niedrigen RE Umdrehungen und mittleren Umdrehungen des Hauptmotors MB, aber nagelt mich jetzt nicht auf feste Daten fest, die sind hier dynamisch. Nur noch soviel im Modus 4 kann der Hauptmotor MB von -3200 U/min bis 6260 U/min (ja er wird in der Drehrichtung umgepolt), der Gen.-Motor MA 1400 U/min bis 4660 U/min machen. Dabei macht die Ausgangswelle, also die Fahrzeuggeschwindigkeit, 800 U/min bis 1345 U/min.

Hallo Hunfried

Auch wieder im Lande? Hoffe Du hattest eine schöne Auszeit. Bis bald in der Schweiz. Appropos, kennst Du schon http://www.swiss-ecodrive.ch/1509.html . Anmelden nicht vergessen.

In dem zuvor erwähnten Buch wird auf einen Fachartikel (Voltec - Das Antriebssystem für Chevrolet Volt und Opel Ampera) verwiesen, der von Prof. Dr. Uwe D. Grebe (Executive Director für Global Powertrain Advanced Engineering bei General Motors Company) und von Larry T. Nitz (Executive Director für Global Hybrid & Electric Powertrain Engineering bei General Motors Company) 2011 veröffentlicht wurde. Darin sind geniale Bilder zur Wirkunsweise des Voltec's enthalten, die ich hier mal reinstelle. Schätze unsere Diskussionen werden damit auf ein neues Niveau gehoben ...

Optimaler Arbeitsbereich der 4 Modi; beachtlich ist, wie schmal der Bereich für Modus 4 "Combined Drive" ist. Im Text dazu: "Im Combined-Drive-Modus werden die Kupplungen 2 und 3 geschlossen. Diese Anordnung stellt keine direkte Verbindung des Verbrennungsmotors mit den Rädern im Sinne einer konstanten Übersetzung dar ...." Arbeitsbereich des RE mit Generator (Modus 3): Der Artikel ist ebenfalls aus meiner Dropbox "absaugbar" LINK
VIEL SPASS !!!

Vielen Dank für diesen Artikel, der scheint wissenschaftlich zu sein, mal sehen wie viel ich davon verstehe, sonst les muss ich nur Puplikationen im Chemiebereich lesen.