W = fR * m * g + cwA/1.6*v², PW = W * v (v in m/s) VB = W /(36* kWh/L * etages) (Benzin 9 kWh/L, Diesel 10 kWh/l)

Längsregelung

Erforderliche Leistung am Rad PKW 1500 kg, cwA=0.6 m², fR=1 % v km/h st % 30 50 80 140 2.7 3.1 7.4 27.9 1 4.0 5,2 10.8 33.7 2 5.2 7.3 14.1 39.6 5 7.7 13.5 24.1 57.1

Erforderliche Leistung am Rad LKW 40 000 kg, cwA=6 m², fR=0.8 % v km/h st % 30 50 80 140 28.8 54.5 112.3 1 62.2 110.0 201.2 2 95.5 165.6 290 5 195.5 332.3 556.7

Weil der Leistungsbedarf etwa 1:20 auseinander liegt, überlegt man unterschiedliche Antriebe für Stadt und Land. In der Stadt elektrisch: kleine Leistung (zum Rollen), am Ort emissionsfrei, kurze Strecken außerorts Verbrennungsmotor: Große Leistung, lange Strecken, lokale Emission weniger wichtig Hybrid Definition: kann mit jedem der Antriebe normal fahren. Eine elektrische Kraftübertragung ist kein Hybrid, auch nicht ein Elektroantrieb mit range-extender.

Elektrotraktion

Reichweite unter Berücksichtigung der el. Dauerverbraucher

Kosten für Energie

CONVOY & TRAIN Automatische Fahrzeugführung mit Stromzufuhr Abstand durch Radar und Ultraschall Seitenführung durch Kabel, Oberleitung und Navigation

Kosten für Energie

(Kraftstoff – Luft: Luft und Abgas wird nicht mitgeführt, daher 11 kWh/kg)

Hybridformen: Antrieb verschiedener Achsen mit V- und E-Mot: AUDI DUO 1980 Elektromotor auf gleiche Welle liefernd (VW NY-TAXI 1976, Großversuch 1989, Honda, Mercedes) Leistungsteiler zwischen V-Mot, E-Mot und Antrieb (Toyota)

Bat

Bat DST fasst Starter und Lichtmaschine zusammen. Bremsenergie kann z.T. zurück gewonnen werden, Batterieladen bei Niedriglast verbessert eta. Investitionen in konventionelle Lichtmaschine und Starter sind groß und jung

Mild Hybrid + SNA VM startet bei Berühren des Gaspedals, stoppt bei 0-Gas, K schließt dann bei Berühren des Gas- oder Bremspedals

„Vollhybrid“ Honda, VW Up!, Mercedes (ohne K1) Größere Leistung möglich: Rangieren, Stadt- und Schleichfahrt elektrisch. Rückwärtsgang kann entfallen.

Einfache Gesamtlösung für Teiltüchtige Fahrzeuge, z. B Einfache Gesamtlösung für Teiltüchtige Fahrzeuge, z.B. Stadtroller oder 45 km/h Fahrzeug.

Fahren auf otimaler Betriebslinie möglich. „Vollhybrid“ Toyota Prius Fahren auf otimaler Betriebslinie möglich.

„Vollhybrid“ Sapienter auf Räder Toyota L 400 (auf Achsen) Antrieb auf 2 (oder mehr) Räder ohne Differential (und Verteilergetriebe)

Gute Fahrleistung, kleiner Verbrauch durch wenig Verluste (95 % direkt, 80 % el.)

Große Batterie für plug-in. Überland mit großer Reichweite.

Kein Schwungrad, keine Kupplung, kein Getriebe (außer Radkette), PKW-Starter

SAPERL PLUS teiltüchtiges Fahrzeug hoher Fahrleistung Gegenüber HyPerl ist ein stärkerer VM und ein Radnabenmotor dazugekommen. Es kann elektrisch mit 5+10 kW beschleunigt werden oder vom Start weg , unter Schonung der Batterie, mit VM gefahren werden. 50 km/h werden in 4 s erreicht, 100 in 12.5 s. Bei konstanter Geschwindigkeit bleibt om bis 100 km/h unter 200 (rd. 2000 UpM). Verbrauch bei 100 km/h 3.1 L, bei 130 km/h 5.1 L/100 km. z.B.: 800 ccm für 26 kW Die Batterie kann klein bleiben, wenn auf el. Reichweite verzichtet wird (Batterie nur zum Starten und Dauerverbraucher bei stehendem VM) plug-in ist möglich aber viel lästiger als Tanken.

VM 55 kW, Tank 60 L für 1000 km mit 130 km/h , EM1=25, EM2=35 kW, Batterie 600 Wh=2160 kNm

SAPIENTER PLUS, vollwertiger PKW, 180 km/h, 0-100 in 12.5 s. z.B.: 1300 ccm für 55 kW, 110 Nm; 60 L Tank für 1000 km mit 130 km/h 600 Wh Batterie reichen für TRW=11 km, zum Rangieren, Fahren im Stau, in der Innenstadt („Schleichfahrt“) plug-in ist möglich aber viel lästiger als Tanken.

Stadt

Batterieladen bei v=konst um eta zu verbessern. SSA=Start-Stop-Automat Stadtzyklus: 50 km/h, 330m (Anfahren – Beschleunigen – konst. Geschw. – Verzögern – Warten) Batterieladen bei v=konst um eta zu verbessern. SSA=Start-Stop-Automat

Golf Ecomatic (SNA, 1994): Einsparungen im Stadtverkehr

Verbrauchsvergleich im Stadtzyklus l/100 km, % Konventionell 9.16 100 + Start-Stop-Automat 7.96 87 -13 Schwungnutzautomat 5.87 64 -36 MildHybrid 4.74 52 -48 EinwellenHybrid 3.6 39 -61 Leistungsverzweigung (schärfer) 4.24 46 -56 Bei 50 km/h=const im 6. Gang 2.95 32 -68 (INTERIM 1.28 14 -86) Ziel: konstante Geschwindigkeit, vSchnitt = vmax

INTERIM = intelligente Grüne Welle : die Kreuzung spielt den Fahrzeugen den genormten Energiebedarf bis zur nächsten Kreuzung zu und die Zeit, wann dort grün wird. Die Fahrzeuge erhöhen ihre Geschwindigkeit individuell in einem oder mehreren Schüben und rollen auf die Kreuzung zu (elektrische Korrektur?).

ENDE

Verbrauchsgünstiger Bereich Antriebskräfte über 1 000 N werden vom Verbrennungsmotor erbracht (+ EM2, wenn erforderlich). Antriebskräfte unter 500 N werden je nach Ladezustand der Batterie elektrisch gedeckt oder das Fahrzeug rollt mit etwas abnehmender Geschwindigkeit frei dahin. Fiala 2010