Claudio Meisser dipl.el.ing.eth/sia Präsident Energiestadtkommission Cham

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1 energienetz - zug 29. 0kt Claudio Meisser dipl.el.ing.eth/sia Präsident Energiestadtkommission Cham

2 Claudio Meisser Vom Verbrennungsmotor zum Elektromotor und hybride Kombina9onen 2

3 oder etwas einfacher Mildhybrid: Seriehybrid: Starter- Generator im Antriebsstrang der Verbrennungsmotor erzeugt zuerst Strom - elektrische Fahrmotoren treiben das Fahrzeug an Parallelhybrid: Fahrzeuge mit gleichzei9g einkoppelbaren oder dauernd eingekoppelten Benzin- und Elektromotoren Mischhybrid: Mischung von Parallel und Seriell Plug in Hybrid: alle drei Typen mit Elektroreichweite > 20 km Elektrohybrid: Elektroauto mit Rangeextender Elektroautos: gibt es bereits seit 1881 Claudio Meisser Vom Verbrennungsmotor zum Elektromotor und hybride Kombina9onen 3

4 Parallelhybrid: Toyota Prius Elektromotor + Generator 1.8 Liter Benzinmotor mit Kompression 1:13 elektronischer Wechselrichter 1 Nickel Metall Hydrid Batterie Neu: Lithium Batterie elektronischer Wechselrichter 2 Elektromotor 60 kw + Generator Planetengetriebe 90 verdreht gezeichnet! Claudio Meisser Vom Verbrennungsmotor zum Elektromotor und hybride Kombina9onen 4

5 Drehzahl Benzinmotor (Planetenzahnräder) vorwärts 120 km/h auf Autobahn fahren Elektromotor / Generator (Sonnenrad oder Steuerinput) Drehzahl 0 80 km/h ohne Batterie fahren Rein elektrisch fahren oder beim Downhill Rekuperieren Vorderräder Elektromotor / Generator Hohlrad rückwärts Claudio Meisser Vom Verbrennungsmotor zum Elektromotor und hybride Kombina9onen 5

6 Mitsubishi Outlander PHEV AWD 4.8 Liter Benz./ % E Mode fährt bis 120 km/h im reinen E Mode Toyota Prius Der clevere Japaner mit Atkinson Zyklus (Kompression 1:13) inkl. Planetengetriebe und zwei Synchronmotoren (Generatoren) Claudio Meisser Vom Verbrennungsmotor zum Elektromotor und hybride Kombina9onen 6

7 Mischhybrid: Outlander PHEV DOHC 16V MIVEC 1998 ccm rpm rpm Synchrongenerator 300 Volt 70 kw Batterie: 300 Volt 80 Li-Ionen Blöcke (3.75 V) Lade- u. Nutzenergie 10 (12) kwh Vorderachse: Synchronmotor 60 kw / 137 Nm mechanische Kupplung Hinterachse: Synchronmotor 60 kw / 195 Nm Differential auf Vorderachse und Hinterachse Aktivierbare 50 / 50 % Kraftverteilung Differentialsperre kombiniert mit Antischleudersystem

8 Warum ich Ihnen das erzähle.. Als Ingenieur, ENZ Mitglied und Energiewendebefürworter hat mich das Thema Effizienz in der Mobilität schon «immer» interessiert Ich hatte mit Hybridfahrzeugen seit 2000 noch nie einen relevanten Ausfall oder Nachteil ( km) Meine heutigen und damaligen Hybridfahrzeuge waren im Vergleich zu den äquivalenten Fahrzeugen ihrer Zeit bezüglich Spritverbrauch um mindestens 30 %, bezüglich Umweltschutz noch deutlich besser Das eigene «nicht KEV» PV Dach wünscht sich einen höherem Eigenverbrauch. Ich darf ohne Bedenken 9 kwh elektrischen Strom mit 1 Liter Benzin gleichsetzen. Bei Gebäudeheizungen würde ich mir das nicht erlauben. Nach meiner Pensionierung und dank sehr gutem ÖV wollten und konnten wir unseren grossen Previa AWD und den Prius II «zusammenlegen» Claudio Meisser Vom Verbrennungsmotor zum Elektromotor und hybride Kombina9onen 8

9 Verbrauchserfassung «Teilweise und vollgetankt» sind wichtige Features Claudio Meisser Vom Verbrennungsmotor zum Elektromotor und hybride Kombina9onen 9

10 Mitsubishi Outlander 9 kwh elektrischer Strom = 1 Liter Benzin kwh /100 km Liter Benzin / 100 km 0 % der im reinen Elektromode 100 % 90 gefahrenen km % 0 0

11 Rekuperation zum ersten. Zuger Zeitung vom 26. Oktober 2015: Wer vom Perpetuum mobile keine Ahnung hat, sollte zuerst im Internet recherchieren. Spitzen-Segelflugzeuge erreichen beim Umwandeln von potentieller in kinetische Energie und zurück in potentielle Energie etwa 90 % SBB: 3 talwärtsfahrende Züge auf der Südrampe ziehen nur einen Zug nach Göschenen Der Outlander braucht 5 % Gefälle um bei 60 km/h den Roll- und Luftwiderstand zu überwinden Die max. Rekuperationsleistung beim Bremsen wird durch die Leistung des Generators begrenzt Die Hybrid Rekuperationswirkungsgrade liegen im Bereich von % Claudio Meisser Vom Verbrennungsmotor zum Elektromotor und hybride Kombina9onen 11

12 Leistung und Reichweite Toyota Prius (30 er) Parallelhybrid Toyota Prius Plug in Parallelhybrid Mitsubishi Outlander (PHEV) Plug in Mischhybrid BMW i3 mit Rangeextender Serie- oder Elektrohybrid Nissan Leaf 2015 Elektroauto Tesla Model S (P85) (3 ph Asynchronmotor) Leer- gewicht Lithium Ba>erie kwh Leistung in kw Benzin/vo/hi (Nm vo/hi) (0) 73 / 60 / 0 (206 / 0) (3.6) 73 / 60 / 0 (206 / 0) (10) 89 / 60 / 60 (137/195) / 0 (250 / 0) (28) 0 / 80 / 0 (255 / 0) (82) 0 / 0 / 270 (0 / 440) max. Elektro- effizienz 12 kwh / 100 km 20 kwh / 100km 14 kwh / 100 km 12 kwh / 100 km 22 kwh / 100 km max. km E Mode Überland 50 / 80 0 km 4.0 Li Be - 30 km 4.2 Li Be 26 km 50 km 6.0 Li Be 45 km Autobahn Li Be Li Be Li Be 38 km 134 km +120 km 6.0 Li/Be Autobahn Li Be Li Be Li Be 30 km 233 km 210 km 180 km 150 km 372 km 340 km 300 km 260 km Claudio Meisser Vom Verbrennungsmotor zum Elektromotor und hybride Kombina9onen 12

13 Der unsinnige NEFZ Toyota Prius Plug in (Modell 30..) C = (28 x x 4.0) / ( ) = 1.88 (Liter/100 km) Mitsubishi Outlander PHEV: C = (50 x x 6.3) / ( ) =2.10 (Liter/100 km) Claudio Meisser Vom Verbrennungsmotor zum Elektromotor und hybride Kombina9onen 13

14 Alternative Energieträger Benzin Diesel Erdgas Lithium Ba>erie Methanol H 2 Fuelcell Druck in bar Treibstoffgewicht in kg pro 10 kwh Volumen in Liter pro 10 kwh CO 2 Ausstoss in kg pro 10 kwh Speichergewicht inkl. Volumen kg/kwh Erneuerbare Energie Effizienz kwh/kwh 4 2 Schadstoffe 4-5 (z.b. NO x ) Infrastruktur Sicherheitsrisiko Rohstoffe, Entsorgung Lithium Reifegrad der Technologie Claudio Meisser Vom Verbrennungsmotor zum Elektromotor und hybride Kombina9onen 14

15 Bedenkenswertes. Hybridfahrzeuge bedingen einen ganz anderen Fahrstil Prius: ein nicht entsorgbares, hässliches Entlein (deutsche Automobilindustrie 2000) die Verbrauchsangaben aller Autos steigerten sich im gleichen Zeitraum von -18 % auf -38 % Und noch sind nicht alle Softwaretricks aufgedeckt 1 kwh Lithium Batteriekapazität kostet immer noch über 1000 CHF.. das Ziel 250 CHF (Elon Musk, Tesla) ist noch weit entfernt.. Der E Mode verträgt nur geringe Leistungen der Klimaanlage Auch ein 10 kw PV Dach ist ein edles Statussymbol Das alte Auto behalten, Velo und ÖV benutzen, ist immer noch besser Claudio Meisser Vom Verbrennungsmotor zum Elektromotor und hybride Kombina9onen 15

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