Elektromobilität

2018 05 27 Kommentar der ach so gute Diesel27.05.2018

Kommentar - Der ach so gute Diesel

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170913 Infoblatt Dieselskandal Vorschau

13.09.2017

Infoblatt Elektromobilität

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170913 Infoblatt Dieselskandal Vorschau13.09.2017

Infoblatt Dieselskandal

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12.07.2007
Dipl. Ing. Conrad Rössel: über sein Arbeitsgebiet

Hybridantrieb als Teil der Lösung des CO2- und Ressourcen-Problems

„Hätte die deutsche Autoindustrie sofort bei ihrer Selbstverpflichtung, den CO2-Ausstoß ihrer Fahrzeugflotte auf 140g CO2/kmzu reduzieren, mit der Entwicklung und anschließender Produktion von Hybridfahrzeugen begonnen, wäre  dieses Ziel heute erreicht“, sagte Conrad Rössel bei einer Vortragsveranstaltung von Solar mobil Heidenheim, bei der er die verschiedenen Hybridantriebskonzepte vorstellte. Während Toyota schon über eine Million Hybridfahrzeuge verkauft habe, herrsche bei der deutschen Autoindustrie Funkstille und urteilte: „es grenzt an eine nationale Schande, dass sie noch nichts zustande gebracht hat“. Über dreißig Personen machten in einer Vortragspause von seinem Angebot Gebrauch, den Honda Civic und den Toyota Prius zu besichtigen. Das Ehepaar Lauer aus Herbrechtingen berichtete über seine Erfahrungen mit dem Prius.

Der Diplomingenieur, der über zehn Jahre in der Entwicklung von Hybridantrieben bei  einem deutschen Automobilhersteller tätig war, sagte, es führe kein Weg am sparsameren Umgang mit dem Rohstoff Öl vorbei.  Wegen der Klimaproblematik sei aus dem Blick verloren worden, dass die Verknappung dieser Ressource in zehn bis 15 Jahren  unwiderruflich einsetze. Die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe gehe davon aus „dass danach Angebot und Nachfrage nicht ohne marktwirtschaftliche Anpassung zur Deckung gebracht werden kann“ und sieht Gefahren für wirtschaftliche und politische Stabilität.

Beim Hybridantrieb ist zusätzlich zum Verbrennungsmotor ein Elektroantrieb installiert.
Er erlaubt, die Bremsenergie zurück zu gewinnen (Rekuperation), den Verbrennungsmotor bei Fahrzeugstopp abzuschalten (Start-Stoppfunktion) und bei gleicher Fahrleistung den Verbrennungsmotor kleiner auszulegen, was nochmals Treibstoff spart.

Schon der so genannte Micro-Hybrid mit Start-Stoppfunktion bringe eine Kraftstoffersparnis, allerdings nur im Stadtverkehr. Der Mild-Hybrid lässt zusätzlich die Rekuperation und eine Antriebsuntersützung durch den Elektromotor zu. Der Full-Hybrid ermögliche zusätzlich reine Elektrofahrt. Allerdings ist der technische Aufwand dafür bedeutend höher. Honda gehe mit seinem „Civic Hybrid“ den einfacheren Weg und möchte den Hybrid möglichst schlank und preiswert halten.

Man unterscheidet die unterschiedlichen Hybrid-Konzepte zusätzlich nach der Art des Energieflusses.  Ein paralleler Antrieb könne Energie aus beiden Antriebsaggregaten direkt ans Rad bringen. Mit diesem Prinzip liebäugeln deutsche Automobilhersteller, aber auch Hersteller von Transportern und kleinen bis mittleren Verteiler-LKWs.

Mit einem Planetengetriebe, das der Leistungsverzweigung dient, verteilt der Toyota Prius je nach Anforderungsprofil Teillasten des Verbrennungsmotors direkt auf die Antriebsachse und über einen Generator auf einen zweiten Elektromotor, so dass das Fahrzeug wie mit einem stufenlosen Getriebe verbrennungsmotorisch oder auch rein elektrisch fahren kann. Deshalb ist der Prius auch die Ausgangsbasis für Umrüstungen amerikanischer Firmen auf eine größere Batterie, mit der der Nah- und Cityverkehr rein elektrisch bewältigt werden kann. Diese Batterie wird an der Steckdose aufgeladen („Plug-In-Hybrid“). Geschieht dies mit Strom aus regenerativen Quellen, reduziert sich der CO2-Ausstoß drastisch. Für längere Strecken steht der normale, verbrauchsgünstige Betrieb des Hybridantriebes mit Verbrennungsmotor unverändert zur Verfügung.

Trotz des komplizierteren Antriebs sind Hybridfahrzeuge absolut zuverlässig, wie Tests in deutschen Automobil-Zeitschriften belegen. Die Wiederverkaufspreise für gebrauchte Fahrzeuge sind hoch.

Nicht umsonst hat sich der Toyota Prius Hybrid alleine in den USA im Mai mit 24.000 Exemplaren verkauft, während Mercedes – über alle Fahrzeugtypen hinweg – im Mai nur knapp 22.000 Fahrzeuge an den US-Kunden bringen konnte. Zum ersten Mal in der Automobilgeschichte sei in einem mutigen Ansatz von Toyota „Strom als Antriebsenergie auf die Straße gebracht worden,“ resümierte der leidenschaftliche Hybrid-Befürworter.

14.06.2005
Dipl. Ing. Conrad Rössel:

Preisegekrönter Toyota Prius mit drei Motoren

„Es ist sehr schwer, den Benzinverbrauch zu minimieren. Der Toyota Prius verbraucht einen Liter weniger als vergleichbare Modelle. Deshalb ist die Differenz zwischen Hybrid und Normal-Benziner beeindruckend“. Dies sagte Conrad Rössel, der Vater des einzigen E-Mobil-Eigenbaus des Vereins Solar mobil Heidenheim, bei einem Vortrag über Hybridantriebe bei Autos. Der heute in der Automobil-Entwicklung Tätige pries aber auch die Fahreigenschaften des von einem Benzin- und zwei Elektromotoren angetriebenen Toyota Prius: „Die Leistungsverzweigung der Motoren wirkt wie ein stufenloses Getriebe – völlig nahtlos!“

Die Kombination von Verbrennungsmotor und Elektromotor plus Batterie hat laut Rössel zahlreiche Vorteile. Energie kann beim Bremsen zurückgewonnen werden. Der Motor geht an Ampeln aus. Gestartet wird augenblicklich elektrisch und wenn schnell Geschwindigkeit aufgenommen wird, schaltet sich der Verbrennungsmotor unmerklich hinzu. Auch rein elektrisches Fahren ist bei geringen Fahrleistungsanforderungen, z.B. Stau, Tempo 30-Zonen, möglich. Wird die Hybrid-Technologie gewählt, eröffnen sich dem Konstrukteur zahlreiche Optionen. Der Verbrennungsmotor kann kleiner gewählt werden. Das Getriebe kann auf „lange Achse“ eingestellt werden (entspricht dem 5. Gang, dem Spargang). Auch kann ein emissionsoptimiertes Warmfahren erzielt werden.

Während die Toyota-Leute, die 1993 das „Hybrid-Projekt“ starteten und 1997 den Prius auf den japanischen Markt brachten, die Leistungsverzweigung anwenden, brachte Honda 1999 den Civic als „Integrated Motor Assist“ heraus, was bedeutet, dass Elektro- und Verbrennungsmotor auf derselben Achse liegen.

Dass die Japaner nicht nur Vorzeige-Hybrids gebaut haben, sondern sofort in die Serienproduktion gegangen sind, „verdient höchsten Respekt“, so Rössel. Erfolg habe der Prius vor allem in den USA, wo schärfere Luftreinhalte-Anforderungen bestünden als hierzulande. Dort werde auch aktiv für dieses Auto geworben, in Deutschland dagegen nicht. Dementsprechend liefen in Deutschland 3000, in den USA bereits 300.000 Prius mittlerweile der zweiten Generation. „Während die anderen Blechkisten auf Halde liegen, gibt es beim Prius bei einer Produktionsziffer von 150.000 Stück pro Jahr Wartezeiten. Die Japaner hätten sich bereits einen beachtlichen technologischen Vorsprung erarbeitet, der es diesen erlaubt, auf alle Komponenten acht Jahre oder bis 160.000 Kilometer Garantie zu geben. Die eigens in Kooperation mit Panasonic entwickelte Nickel-Metall-Hydrid-Batterie halte angeblich so lange wie das ganze Fahrzeug.

Speziell der Prius habe zahlreiche Auszeichnungen erhalten, so zum Beispiel „Engine of the Year 2004“ oder „European Car of th Year 2005“. Nicht umsonst stünden der Toyota Prius und der Honda Civic/Hybrid regelmäßig an der Spitze der ADAC-Tests. Dass diese Antriebstechnik erfolgreich ist, beweise auch die Modellpolitik. Toyota steige mit dem „Lexus“ (270 PS), Honda mit dem „Akkord“ (200 PS) in die leistungsstarke Nobelklasse auf. „Die Autos sind nicht unbedingt für Öko-Idealisten, sondern sie verkaufen sich wegen ihres unvergleichlichen Komforts“, so das Urteil des Autokonstrukteurs. Eine große Zukunft des Hybridantriebs liege bei Lieferwagen, wenn die Innenstädte wegen Smog und Feinstaub dicht machen. Außerdem hätten Niedrigverbraucher dann einen Vorteil, wenn einmal auf Öko-Treibstoffe umgestellt werden müsse.

 21.10.2000
Dipl. Ing. Günter Staffa

Radfahren ohne Mühe und Schweiß

„Durch das dynamische Fahrverhalten macht das Fahren mit einem Pedelec riesigen Spaß und zaubert allen ein Lächeln ins Gesicht“. Dies war eine der Aussagen im Vortrag von Günter Staffa bei Solar mobil Heidenheim/Volkshochschule. Über 30 Hörer waren gekommen, um aus kompetentem Munde etwas zu erfahren über den Unterschied zwischen Pedelec, E-Bike, E-Scooter und Elektroroller einerseits, die Technik und Komponenten andererseits, sowie über die sich aus den unterschiedlichen Konzepten der Hersteller ergebenden Konsequenzen für die Sicherheit und die Zulassung zum Straßenverkehr.

Wie der Name sagt ist das Pedelec ein Fahrrad mit Elektromotor bei dem pedaliert werden muss, im Gegensatz zum E-Bike. Beim Pedelec wird die Leistungsabgabe des Motors auf 25 Stundenkilometer begrenzt, was darüber hinausgeht muss der Fahrer selbst aufbringen. Während ein durchschnittlicher Radfahrer in der Regel kaum an das besagte Stundenmittel herankommt, ist dies für denselben Fahrer auf einem Pedelec, locker erreichbar. Es gibt auch Pedelecs mit einer höheren Motorleistung. Für diese ist der Mofaführerschein und ein Versicherungskennzeichen Pflicht, führte der Referent aus.

Der am Bahnhofsplatz residierende Fahrradspezialist ging ausführlich auf die Komponenten eines Pedelec ein, an erster Stelle den Motor. Ein Elektromotor eigne sich besser als der Benzinantrieb für die mobile Fortbewegung. Er sei wartungsarm, vergleichsweise leicht und weise ein hohes Drehmoment auf. Er sei gut regelbar und geräuscharm. Eine Gangschaltung entfalle. Das Problem sei bisher bei allen Fahrzeugen, die nicht schienen- oder oberleitungsgebunden sind, die Batterie gewesen. Doch mit der Entwicklung neuer Batterietypen insbesondere der Lithium-Ionen-Batterie (Li-Ion) gelange auch in diesem Segment die Elektro-Mobilität zunehmend zur Anwendung.

Staffa erläuterte verschiedene Konzepte bei der Platzierung von E-Motor und Batterie am „Fahrrad“. „Wird ein Radnabenmotor vorn angeordnet, kann dies auf kritischem Untergrund gefährlich sein“, so der Referent. Beim Radnabenmotor hinten sei die Gewichtsverteilung ungünstig, da die Hersteller meist auch den Akku hinten ansiedeln. Nachdem das Gewicht des Fahrers überwiegend auf dem Hinterrad lastet, ergebe sich ein ungünstiges Fahrverhalten. Als nachteilig erweise sich zusätzlich, dass ein Radnabenmotor mit höherer Leistung ausgelegt werden müsse als bei Anordnung des Motors in der Mitte. Die mittige Anordnung, also in der Nähe des Tretlagers, gestatte am ehesten ein mit dem normalen Fahrrad vergleichbares Fahrverhalten. Zusätzlich biete sich so die Möglichkeit, die Art der Schaltung und Bremsen frei zu wählen und einen Nabendynamo nach vorne zu bringen. Der Radspezialist machte deutlich, dass infolge des höheren Gesamtgewichts verstärkte Rahmen eingesetzt und verstärkte Felgen, Speichen und Bremsen montiert werden müssen. Erstrebenswert sei auch eine Vollfederung.

Elektromotoren, Steuerung und Rahmen seien ausgereift. Beim bisherigen Knackpunkt, dem Akku sei mit der Li-Jon-Technik ein Quantensprung gelungen, die den mobilen Einsatz möglich mache. Dadurch hätten sich Pedelecs jetzt schon zum ökologisch und okonomisch unschlagbaren Motorfahrzeug für den Individualverkehr entwickelt, resümierte der Redner. (Ein Testbericht von Pedelecs und E-Bikes findet sich unter www.extraenergy.org . In Staffas Fahrradladen ist der Testbericht als Sonderausgabe von "Radfahren Aktiv" erhältlich).