Ein Sehr Einfacher Hybrid, Der Mit Der Sauberkeit Von Elektrofahrzeugen Konkurriert, Ist Möglich

2023 Autor: Isabella Ferguson | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-08-03 14:08

In einer Reihe von früheren Artikeln habe ich erklärt, dass mehrere Übersetzungsverhältnisse für Verbrennungsmotoren unerlässlich und für EVs optional sind, aber wenn sie in einem EV verwendet werden, können Sie eine viel bessere Effizienz und Leistung erzielen. Sowohl Porsche als auch Tesla haben dies bewiesen, aber die beiden Unternehmen verwenden sehr unterschiedliche Ansätze, um zwei unterschiedliche Übersetzungen zu erhalten. Porsche verwendet ein Getriebe, während Tesla die Leistung zwischen Front- und Heckantrieb variiert bei Doppelmotorfahrzeugen. Davon profitieren beide Unternehmen.

Auf der anderen Seite bedeutet das Hinzufügen eines Getriebes, dass Sie an Einfachheit verlieren und am Ende eine höhere Wahrscheinlichkeit eines mechanischen Ausfalls und eines höheren Wartungsbedarfs besteht. Es gibt auch Antriebsverluste, die die Effizienz beeinträchtigen, wenn es zu komplex wird.

Als ich etwas für einen anderen Artikel recherchierte, stieß ich auf etwas wirklich Seltsames: ein Hybrid (ICE plus elektrisch), der kein Getriebe hat. Bei einem Serienhybrid ist dies einfach, da der Verbrennungsmotor die Batterie speist und die Batterie die Elektromotoren, die kein Getriebe benötigen. Bei einem Parallelhybrid ist der Verbrennungsmotor jedoch immer noch mechanisch mit den Rädern verbunden.

Wenn der ICE auf diese Weise direkt mit den Rädern verbunden ist, können sie normalerweise nicht den gesamten Geschwindigkeitsbereich des Fahrzeugs erreichen. Wenn Sie zu langsam fahren, wird der Motor abgewürgt (sie können nicht wie ein Elektromotor null U / min erreichen). Fahren Sie zu schnell, dreht der Motor zu hoch und beschädigt sich selbst. Deshalb wurden Getriebe überhaupt erfunden.

Wenn Sie zu diesem Zeitpunkt völlig verloren sind, denken Sie einfach an Ihren letzten ICE-Wagen (vorausgesetzt, Sie hatten einen, sorry). Als das Auto schneller wurde, haben Sie wahrscheinlich bemerkt, dass der Motor lauter wurde. In einem manuellen Auto müssten Sie schalten und die Motordrehzahl wieder senken. In einem Auto mit Automatikgetriebe hörte man, dass es lauter und dann wieder leiser wurde, wenn das Auto in den nächsten Gang schaltete und der Motor wieder langsam wurde.

Wenn das Auto dies nicht tut, könnte der Motor zerstört werden. Das wäre natürlich schlecht.

Wie kann der ICE mit Elektromotoren ohne Getriebe zusammenarbeiten?

Ich habe festgestellt, dass es ein Auto gibt, das all diese Regeln bricht (und weitere Regeln, an die ich nicht gedacht habe): das Koenigsegg Gemera.

Das Fahrzeug verfügt über zwei hintere Elektromotoren (einen für jedes Rad), die von der Batterie des Autos betrieben werden. Zwischen diesen Motoren befindet sich ein sehr exotischer 3-Zylinder-Biturbo-ICE-Motor, der bis zu 600 Ponys produziert, der an einen eigenen Elektromotor gebunden ist. Die kombinierte Kraft dieses Verbrennungsmotors mit einem Elektromotor wird dann an die Vorderachse geleitet, um die Vorderräder anzutreiben. Das allein ist für Automobilstandards verdammt seltsam.

Hier ist nun der wirklich seltsame Teil: Es gibt nur ein 2,69: 1-Differenzial in der Achse (was für sich genommen eine wirklich niedrige Zahl ist). Es gibt kein Untersetzungsgetriebe, kein Getriebe oder irgendetwas anderes, um zu verhindern, dass der ICE-Motor zu niedrig oder zu hoch wird.

Dies alles funktioniert, weil nicht erwartet wird, dass der ICE-Motor bei Null U / min läuft (die Elektromotoren der Hinterräder kümmern sich um den anfänglichen Start) und der Motor kann sehr sicher bis zu 8500 U / min ohne Schaden hochdrehen, sozusagen wie ein Elektromotor.

Lange Rede, kurzer Sinn, der Motor verwendet ein „Freiventil“-System ohne einen herkömmlichen Ventilsatz. Ventiltriebe neigen dazu, auseinander zu fallen, wenn sich ein Motor zu schnell bewegt, daher ist dieser Motor in einer viel besseren Position, um diese Aufgabe zu bewältigen. Es geht nur auf 8500 U / min, wenn das Fahrzeug seine Höchstgeschwindigkeit von etwa 250 MPH (400 km / h) erreicht, also wird das sowieso ziemlich selten sein.

Dies macht es zu einem der einfachsten Hybridfahrzeuge überhaupt. Das EV-System ist ziemlich typisch und hat nur sehr wenige bewegliche Teile. Dem ICE fehlt ein Ventiltrieb, also ist es auch recht einfach. Es gibt auch keine Übertragung, also ist es so einfach, wie es ein Hybrid nur geben kann.

In einigen Jahren werden Hybride in Sachen Sauberkeit mit Elektroautos konkurrieren

Offensichtlich optimiert Koenigsegg seinen Supersportwagen nicht auf Umweltfreundlichkeit. Es ist wahrscheinlich immer noch ziemlich kraftstoffsparend, aber was wäre, wenn ein Hersteller so etwas tun und E-Autos in Bezug auf Umweltfreundlichkeit schlagen wollte?

Mit dieser Technologie ist es tatsächlich möglich. Das sauberste Elektrofahrzeug hat das Äquivalent eines 150 MPG (MPGe) Benzinautos, und das ist etwas, das es derzeit nicht gibt, also schlagen Elektroautos den ICE um Längen. Die besten massenproduzierten Hybriden erreichen etwa 60 MPG, sie liegen also ziemlich weit hinter einem Elektrofahrzeug zurück.

Dieser Freilaufmotor verändert jedoch die ganze Landschaft. Da die Ventile alle unabhängig von einem Computer und nicht von einem mechanischen Nockenwellensystem bewegt werden, können sie so programmiert werden, dass sie alle möglichen Dinge tun, einschließlich der unkomplizierten Zylinderabschaltung, des Atkinson-Zyklus, den viele Hybride verwenden, und vieler anderer Dinge, die zuvor bekannt waren unmöglich. Auto und Fahrer haben vor einigen Jahren die Theorie aufgestellt, dass Sie ein Nicht-Hybrid-Auto fahren könnten, das 40 MPG im 2-Zylinder-Super-Effizienz-Modus erreicht und alles hochfährt, um einem Fahrzeug 250 PS zu verleihen, wenn Sie das dünne Pedal drücken.

Seitdem hat die Technologie einen langen Weg zurückgelegt, und als Teil eines Hybridsystems könnte sie im Test wahrscheinlich weit über 100 MPG erreichen, wenn sie in ein Fahrzeug mit geringem Luftwiderstand und anderen Effizienzoptimierungen eingebaut wird. Fügen Sie die Plug-in-Hybrid-Fähigkeit hinzu, und Sie können für 90 % Ihres Fahrens emissionsfrei sein und ein MPG, das mit der Sauberkeit von Elektrofahrzeugen konkurrieren kann, wenn der Verbrennungsmotor eingeschaltet wird.

Deshalb habe ich mich gegen Gasauto-Verbote ausgesprochen

So sehr mir Elektrofahrzeuge auch Spaß machen und ich sicher bin, dass sie einen großen Beitrag zur Lösung des Klimawandels leisten, ich denke, wir sollten nicht vorschreiben, wie ein Auto die Effizienz- und Emissionsziele erreicht. Wenn wir dies tun, verlieren wir die Vielfalt auf dem Markt und riskieren, nicht von neuen Technologien zu profitieren.

Elon Musk wies kürzlich darauf hin, dass es nicht an Rohstoffen für die Herstellung von Batterien mangelt, aber es wird immer noch eine harte Arbeit sein, an den Punkt zu gelangen, an dem die Herstellung von Batterien alle Anforderungen für eine vollständige Umstellung auf Elektrofahrzeuge erfüllen kann. Während wir in der Produktion eingeschränkt sind, ist es sinnvoll, die Batterien in so vielen Fahrzeugen wie möglich zu verwenden, die so viele Kilometer wie möglich zurücklegen.

Vollständige Elektrofahrzeuge werden einen großen Teil der Lösung ausmachen, aber Hersteller sollten in der Lage sein, alternative Ansätze zu nutzen, wenn sie mit Elektrofahrzeugen umweltfreundlich konkurrieren, um 5 Fahrzeuge mit Batterien statt nur einem zu versorgen.

Diese Technologie kann uns die Flexibilität geben, dies zu tun.

Hier ist ein Video von Engineering Explained, das viel ausführlicher auf Koenigseggs leistungsorientierte Implementierung dieser Technologie eingeht.