Fantasterei: elektrischer Radnabenantrieb

[unknow74]

...könnte mir vorstellen, dass der nach einigen Metern nix mehr sagt sondern mehr oder weniger ungleichmäßig blaue Blitze an der Wasseroberfläche erzeugt

[Ulf H]

könnte ich mir auch vorstellen ... ich kenne allerdings Lichtmaschinen, die tiefe Wasserdurchfahrten (also längeren Betrieb unter Wasser) einwandfrei überlebt hatten ... die sind erst deutlich später am eingetrockneten Schlamm gestorben ...

Gruss Ulf

[osterlitz]

Hi,
auch E-Motoren kann man wassergekühlt bauen, bringt minimal Gewicht, erspart aber im Winter die elektrische Heizung. Mit Latentwärmespeicher erspart es auch den Kapazitätsverlust der Batterien.

Für Allradfahrzeuge ist das Zweimotorprinzip (beim 4x4) ideal. Man baut einen E-Motor mit Ausgangsgetrieben auf beiden Seiten. So kommt der Motor hoch genug und gehört zur gefederten Masse. Zu den Rädern hin kann man kurze Kardanwellen nehmen. Wenn man die Getriebe als Wandler auslegt, kann man im Bremsbetrieb den Generator entweder als Schwungrad (dreht beim Bremsen per Wandler hoch) oder als Generator oder beides nehmen. Ein Superkondensator kann die Energie eines Beschleunigungsvorganges aufnehmen.

So en Konzept würde ich gern mal bauen, zwei Permanentmagnetmotoren mit Wandlergetrieben auf beiden Seiten.
Die Motoren wassergekühlt mit Latentwärmespeicher und Batterievorheizung. Mit Doppelkardanwellen auf klassische McPhersonbeine mit Scheibenbremsen. Elektrisch einen Superkondensator als Puffer, dimensioniert an einem Bremsvorgang. Als Batterien erstmal Li-Ion, LiPo oder LiS oder LiFe (von BYD).
Später ggfs Solid-State-Batterien:
http://www.technologyreview.com/energy/37199/?ref=rss

Grüße,
Stefan

[electroniclas]

Sind die E-Motoren wirklich schwerer als eine Achse mit Wellen?

[Filly]

Sind die E-Motoren wirklich schwerer als eine Achse mit Wellen?

Dein normaler Drehstrommotor mit 75 kW wiegt ca. 500 kg. Natürlich kann man hochmoderne Radnabenmotoren nicht mit einem schnöden IEC-Normmotor vergleichen, aber irgendwo muß die Leistiung ja doch her kommen. Und Kupfer ist nunmal schwer. Laß einen gewichtstechnisch optimierten Motor 350 kg wiegen, das ganze mal 2, dann hast auch 700 kg ungefederte Masse pro Achse.

Christoph

[egn]

Ich weiss nicht wie Du auf 500 kg kommst. Typische Fahrzeugmotoren in dieser Leistungsklasse von Siemens kommen auf ca. 100 kg.

Hier findet man einen Umbau eines BMWs mit verfügbaren Komponenten. Von Siemens bekommt man im Prinzip alles was nötig. Mit mehreren Motoren kann man problemlos ein Fahrzeug mit mehreren 100 kW Dauerleistung und der doppelten Spitzenleistung bauen. Es gibt Inverter die die komplette Fahrzeugsteuerung übernehmen können. Auch die Rekuperation ist kein Problem.

Das einzige Hindernis der Preis. Es kommen hier ganz schnell 100.000 Euro zusammen.

[Filly]

Ich weiss nicht wie Du auf 500 kg kommst. Typische Fahrzeugmotoren in dieser Leistungsklasse von Siemens kommen auf ca. 100 kg.

Ich habe von einem IEC-Normmotor gesprochen, der wiegt bei 75 kW tatsächlich ca. 500 kg.
Ich bin jetzt echt überrascht, daß die Elektromotoren für Fahrzeuge schon so weit sind. Mit 100 kg hätte ich nie gerechnet, danke für die Aufklärung.

...

[egn]

Hier findet man einen Anbieter der schon seit vielen Jahren ein breites Angebot an EV Komponenten hat. Früher hatte er eine fast komplette Palette an Siemens Komponenten, insbesondere Inverter mit bis zu 400 kW Leistung.

Hier findet man ein altes Manual zu einem Siemens inverter.

Hier findet man Infos zum Siemens Hybridkonzept.

[osterlitz]

Das einzige Hindernis der Preis. Es kommen hier ganz schnell 100.000 Euro zusammen.

Hi,
das ist von einem PKW-Einzelstück aber nicht so weit entfernt. Mit passender Stückzahl ginge das deutlich günstiger.

Man könnte wirklich schon ins Teileregal greifen, alles schon vorhanden.

VW hat auch ein interessantes Bauteil:
http://miredaktion.sv-www.de/imperia/md ... eitrag.pdf

Grüße,
Stefan

[electroniclas]

TNT fährt mit einem elektrischen LKW?

http://twitpic.com/5fjvyk

Weiß jemand genaueres?

[Kami]

nö - die markenbeschmückte front fehlt ja...
m.w. hatte iveco irgendwas in der richtung... (vmtl die anderen auch...)


Gruss

Kami

[buckdanny]

tnt zero emmision


Hersteller

[Transporter]

Das ganze ist aber wohl kein Radnabenantrieb und deshalb wahrscheinlich noch relativ viel "unnützes" wie Differenzial und Antriebsstrang.

Grüße,

Transporter.

[electroniclas]

http://www.smithelectricvehicles.com/casestudies.asp

Sieht aus, als sollten Häuslebauer ab sofort einen Drehstromanschluss in Parkplatznähe einplanen.

[steyr12M18]

Warum elektrische Radnabenmotore? Elektrohydraulisch lässt sich das doch leichter und einfacher machen.E-Motor mit Hyd.Pumpe und Leitungen zu den Hyd. Motoren an den Rädern.

[hanomakker]

hi

das hat combilift von 4 jahren versucht. 18kW drehstrommotor mit frequenzumrichter auf rexrot hydrostat und 3 radmotore...

ich hör heut noch die kunden schreinen nach mehr batteriekapazität. 80V 750Ah waren in 4, 5 stunden leergesaugt.

jetzt bauen sie immernoch 80V 750Ah ein, aber 2 elektrische radantriebe , eine hydraulischen für leistungshydraulik und schaffen telweise 10 - 12 stunden auf einer batterie.

dafür hatten die ersten modelle weniger probleme mit dem kabelbaum, war ja auch viel weniger drin...

viele grüsse

tino

[Transporter]

Nach meinem (unfachlichen) Dafürhalten ist ein hydraulische Antrieb wesentlich komplizierter aufgebaut, hat (mehr) Mechanik, braucht schweres Öl und Aggregate (Pumpe), dazu Rohre und Steuerventile.

Zum E-Radnabenmotor für 4 Kabel das wars. Die Steuerelektronik ist zwar in der Entwicklung nicht ganz trivial, aber später als vergossenen Kästchen relativ leicht (im Vergleich zu nem Hydraulik Steuerblock), regelungen sind schnell integriert (wozu man bei der hydraulik noch zusätzlich elektronik bräuchte).

Nicht zuletzt ist mir kein Hydraulikantrieb bekannt der dauerhaft (sagen wir mal ins blaue 4 Stunden) 8 tonnen auf 100km/h treibt.

Wie gesagt, ich bin bei weitem kein Fachman auf diesen Gebieten aber meines Erachtens nach ist E ist wesentlich unaufwendiger als Hydraulik.

Ganz abgesehen davon, das man den E dafür ZUSÄTZLICH braucht.

Grüße,

Transporter.

[OliverM]

Nach meinem (unfachlichen) Dafürhalten ist ein hydraulische Antrieb wesentlich komplizierter aufgebaut, hat (mehr) Mechanik, braucht schweres Öl und Aggregate (Pumpe), dazu Rohre und Steuerventile.

Zum E-Radnabenmotor für 4 Kabel das wars. Die Steuerelektronik ist zwar in der Entwicklung nicht ganz trivial, aber später als vergossenen Kästchen relativ leicht (im Vergleich zu nem Hydraulik Steuerblock), regelungen sind schnell integriert (wozu man bei der hydraulik noch zusätzlich elektronik bräuchte).

Nicht zuletzt ist mir kein Hydraulikantrieb bekannt der dauerhaft (sagen wir mal ins blaue 4 Stunden) 8 tonnen auf 100km/h treibt.

Wie gesagt, ich bin bei weitem kein Fachman auf diesen Gebieten aber meines Erachtens nach ist E ist wesentlich unaufwendiger als Hydraulik.

Ganz abgesehen davon, das man den E dafür ZUSÄTZLICH braucht.

Grüße,

Transporter.

...zudem ist der Wirkungsgrad bei Hydraulikantrieben nicht wirklich der Beste . Es wird einfach zu viel Energie in Wärme umgewandelt .

Grüße

Oliver

[colli1979]

hier ein link zu einem zu verkaufenden Suzuki Samurai mit Elektroantrieb:
http://suzuki-offroad.net/ads_item.php?id=2530

Hier der passende Umbaubericht dazu:
http://suzuki-offroad.net/viewtopic.php ... highlight=
Finde ich persönlich sehr interessant

[Feron]

Oshkosh entwickelte eine HEMTT Version mit elektrischen Nabenantriebe und Kondensatorenspeicher. War möglicherweise nur ein Prototyp, sah wie ein normaler HEMTT 8x8 aus.

Dieselektrische Nabenantriebe gibt es schon seit Jahren bei sehr grossen Fahrzeugen, z.B. hier
http://www.liebherr.com/ME/en-GB/produc ... -9556_1509
allerdings mit Planetengetriebeuntersetzung.

Elektrische Nabendirektantriebe sind u.a. wegen des hohen Drehmoments und des beschränkten Einbaudurchmessers kaum für schwere Fahrzeuge denkbar. Zudem stellt sich die Kühlproblematik, hohe Leistungsdichten werden nur mit Flüssigkeitskühlung erreicht (mal von Wasserstoffgaskühlung abgesehen, damit werden gewisse Grossgeneratoren gekühlt ), vgl. Tauchbrunnenpumpen mit über 100 kW und sehr kleinem Durchmesser aber sehr langem Rotor.
Vermute permanentmagneterregte Synchronmotoren würden die höchste Leistungsdichte erreichen, gibt übrigens Sesselbahnen mit elektrischem Direktantrieb, also ohne Getriebe. Hohe Leistung und hohes Drehmoment sind möglich aber langsamläufer sind zu gross und zu schwer für Strassenfahrzeuge.

Zudem kommt noch ein wassergekühlter Drehstrom--Synchrongenerator, der bei etwa 300 kW auch recht schwer ins gewicht fältt und sowohl Motoren wir Generator wären Sonderanfrtigungen. Vorteilhaft wäre allerdings die veränderbare Generatordrehzal, da man nicht and 50 (od. 60) Hz Netzfrequenz gebunden ist.

Hydrostatische Anriebe über weite Regelbereiche sind ungünstig, da deren Wirkungsgrad ausserhalb eines optimalen Betriebspunktes wesentlich schlechter ist als mechanische Schaltgetriebe.
Betrachtet man Wirkungsgraddaten von verstellbaren Pumpen und Hydromotoren ist ersichtlich, dass vernünftige Wirkungsgrade nur um ein relativ eingeschränktes "Betriebsfeld" möglich sind, d.h. wenn Drehzal, Druck und Hubraum vom optimalem Betriebspunkt abweichen sinkt der Wirkungsgrad schnell.
Bei kleinem Regelbereich, insbes. langsame Rad- oder Raupenfahrzeuge, können hydrostatische Antriebe sinnvoll sein. Bei schnellen Strassenfahrzeugen ist der Wirkungsgrad nicht sinnvoll, technisch wären hydraulische direkte Einzelradantriebe machbar. Es gibt auch Hydromotoren mit während der Fahrt umschaltbarem Hubraum (also Mehrhubraummotoren, nicht zu verwechseln mit (stetig) veränderbarem Hubraum)

Die Leistungsdichte von Hydromotoren ist übrigens wesentlich höher als die von Elektromotoren.


Über die. Zuverlässigkeit von komplexer Elektronik in schweren Gelände-LKWs lässt sich streiten. Sind Truppenhandwerker vorhanden mag's noch gehen aber mitten in der Wüste möchte ich mich z.B. nicht mit CAN-Bus Diagnose befassen müssen.
Dank den Grünen werden Motoren immer mehr vollelektronisch kontrolliert und dies ohne mechanische oder elektromechanische Notübebrückungsmöglichkeit.

[electroniclas]

Ihre Eingabe "flüssigkeitsgekühlt" brachte kein Ergebnis.
Meinten Sie: "luftgekühlt"?

Im Ernst: "Die Grünen" sind ganz sicher nicht "schuld" an der Elektronik im Auto. Mal abgesehen davon, dass die früher noch nicht direkt auf Elektronik standen , geschweige denn Individualverkehr , nervt dieses Klischee von den baumkuschelnden Umweltschutzfanatikern langsam. (Schaut Euch mal die beiden "Volksparteien" und die 3%-"Steuersenkungspartei" aus der Nähe an. Die sind doch offensichtlich bekifft!)

Nein, das ist eine ganz normale Entwicklung hin zu mehr Effizienz, die eigentlich auch jeder von uns will. Moderne Technologie ist nunmal elektronisch, und ich gehe jede Wette ein, dass elektronisch geregeltes unterm Strich sogar deutlich robuster ist, als die Produkte des klassischen Maschinenbaus. Und den Gestank von Dieselbussen aus den 50er Jahren möchte ich beim heutigen Verkehrsaufkommen auch nicht in der Stadt haben.

Zum Auto: Noch(?) zuverlässigere Komponenten wären bestimmt möglich, sind aber vermutlich einfach unwirtschaftlich. Kostengünstige Austauschgeräte gibt es nicht, weil sich die Hersteller nicht auf gemeinsame Standards einigen wollen. Überbrückungsmöglichkeiten gibt es entweder, und ich weiß nix davon, oder es gibt sie nicht, weil keiner danach fragt, oder weil ein vollelektronisch geregelter Motor sich ohne Elektronik nunmal nicht mehr sinnvoll regeln lässt. Mein MP3-Player läuft ja auch nicht mit Kurbel, wenn der Prozessor hin ist.

Aber: Wieviele Elektronikwracks liegen denn in der Wüste denn so rum? Die meisten Probleme, von denen ich gehört habe, traten in Straßenflitzern der Mittel- und Oberklasse auf.

Und wie soll ein Radnabenantrieb denn bitte funktionieren, wenn nicht mit Strom? Der Reiz liegt doch gerade darin, viele Teile einzusparen und eine (ggf. simple) Steuerung zu haben. Und warum sollte eine Steuerung für einen Radnabenantrieb so viel empfindlicher sein, als ein luftgekühlter Zylinderkopf? Sind dicke Stromkabel nicht leichter zu flicken als 2000-bar-Hydraulikleitungen?

Und überhaupt: Warum wird hier jeder Umbau und jedes Fahrzeug ausgerechnet an seiner Wüstentauglichkeit gemessen? Die meisten Allrad-LKWs fahren immer noch auf deutschen Landstraßen rum. Zweimal im Jahr fahren drei Leute aus dem Forum los und spielen im Sand. Wenn wir erstmal soweit sind, dass da einer mit Elektromotoren mitfahren kann, dann brauchen wir über Zuverlässigkeit sowieso nicht mehr zu reden.

Kurzum: Nicht beirren lassen, weiterträumen.

[Feron]

Sehr zuverlässige Elektronik ist nicht eine Frage der Technik sondern in erster Linie ein Kostenproblem. Entgegen einer verbreiteten Meinung sind, sofern korrekt gekühlt, korrekt dimensioniert und eingebaut und von guter Qualität nicht Halbleiterkomponenten am heikelsten, sondern eher Komponenten wie z.B. Elektrolytkondensatoren. Mal abgesehen von elektromechanischen Komponenten wie z.B. Steckverbinder, Kabelschutzschläuche, Relais usw. die weitaus anfälliger sind als reine Elektronikkomponenten.

Dieselektrisch mit Zentralelektromotor (also Verteilergetriebe und konventionnelle Achsen) wäre machbar aber ohne grossen Vorteil, da Motor und Asynchrongenerator schwer und, als flüssigkeitsgekühlte Spezialausführungen sehr teuer sind.
Übrigen sind flüssigkeitsgekühlte Elektromotoren gängig in gewissen Spezialanwendungen wie z.B. Off-Shore, Unterwasseranwendungen , Hochgeschwindikeitsspindelantriebe in Werkzeugmashinen oder Unterölmotoren u.a. im Liftbereich ("nackter" Drehstrommotor direkt im Hydrauliköltank).

Dieselektrisch mit Achsmotor (d.h. 1 Elektromotor pro Achse) wäre denkbar, da mehr Platz zu Verfügung steht als bei Nabeneinbau.

Ideal wären Elektromotoren direkt in den Naben. Gehe davon aus, dass Platzgründe die technische Machbarkeit begrenzen. Maximales Drehmoment ist abhängig vom maximal möglichen Strom (begrenzt durch Erwärmung) und "Stärke" der Permanentmagnete, hier stark vereinfacht ausgedrückt.
Also m.E. physikalische Grenzen die massgebend sind.

Für Fahrzeuge von ca. 1 bis 1.5 Tonnen sind Nabenmotoren denkbar (oder gibt sie bereits, es gibt ein paar wenige Hersteller von wassergekühlten Fahrzeugelektromotoren mit sehr hoher Lestungsdichte, müsste nochmals die technischen Daten suchen).

Wechselrichter für drehzalveränderbare Antriebe gibt es etliche auf dem Markt, auch für spezielle Zwischenkreisspannungen. Vorteilig beim Elektroantrieb ist ebenfalls, dass das verfügbare Drehmoment weitgehend unabhängig von der Dieselmotordrehzal ist, Dieselmotor kann mit variabler Drehzal betrieben werden sofern spezielle Frequenzumformer eingesetzt werden. Zudem kann in einem gewissen Rahmen sogar regenerativ (=mit partieller Rückgewinnung der Bremsenergie) gebremst werden sofern Speichersysteme wie Batterien und/oder Kondensatoren an Bord vorhanden sind.

Je höher die Raddrehzal desto unproblematischer ist ein Elektroantrieb mit dem zumindest 80 km/h erreicht werden müssen, da sind wir im Geläden mit 14.00R20 Bereifung stark benachteiligt da wir sehr hohe Drehmomente bei sehr geringer Raddrehzal benötigen.

Komponentendaten zur Beurteiling der Machbarkeit sind weitgehendst vorhanden, das Ganze ist eher eine Preisfrage.
Beispeil einer wassergekühlten E-Motors: http://www.enstroj.si/Electric-products ... otors.html

Elektrisches Motorrad (Batteriekapazität????)
http://www.topgear.com/uk/car-news/elec ... 2011-03-31


Das mit den Grünen was ironisch gemeint aber Tatsache ist, dass wegen den neuesten Emissionsgrenzwerte Dieselmotoren immer komplexer werden.
Persönlich mag ich nur soviel Komplexität wie absolut notwendig.
Man muss klar zwischen funktionskritischer und sonstiger Elektronik unterscheiden. Fällt der Antriebsstrang aus sitzt MAN fest. Bei "halb-alten" Fahrzeugen sind lediglich der Generatorregler und ein paar Relais (Blinker usw.) elektronisch aber die sind einfach, zuverlässig und können als Ersatzteile mitgenommen werden. Moderne volldigitale Motor Control Units sind teuer.
Meine auch nicht nur die Wüste. Auf eine Panne auf der Autobahn ist unangenehm.
Beim Saurer 6 und 10 DM ist die Getriebelektronik überbrückbar, damit kann man von Hand direkt schalten (jedoch ohne Halbgänge), in letzter Instanz kann man sogar noch einen Gang mechanisch forcieren (WSK400 lässt grüssen ).

[avicennia]

Hallo,

ich grabe das nochmal aus und wüsste gerne, wie der Dieselverbrauch bei einem dieselelktrischen Antrieb wäre im Vergleich zum normalen Dieselantrieb

[Transporter]

Mutmaßung:

Sicherlich ähnlich schlecht, so die anderen Rahmenwerte (Gweicht, Geschwindigkeit) gleich bleiben. Der Vorteil der (im besten Falle) optimal laufenden Gasdruckturbine dürfte durch die Umwandlung in Sekundärenergie gleich wieder dahin sein.

Betriebswirtschaftlich ist so ein Umbau auf absehbare Zeit aber soweiso nicht darstellbar.

Grüße,

Transporter

[egn]

Solche Fahrzeuge werden von diesem chinesischen Hersteller schon seit mindestens 5 Jahren angeboten.

Hier ist einer im Testeinsatz. Es gibt mittlerweile eine ganze Reihe davon im Einsatz in D.

[crutchy the clown]

Nachdem dieser steinalte Thread nun wieder ausgegraben wurde ein kleiner Hinweis:

Ein handelsüblicher, schwerer Industrienormmotor kann deutlich in der Leistung gesteigert werden. Mir fiel zufällig eine Dissertation in die Hände, die in kurzen Worten folgendes beschrieb:

Idee ist es, einen gewöhnlichen Normmotor mit Öl zu füllen. Ein E-Motor hat das Problem, daß die Wärme des Rotors nur über die Welle abgegeben werden kann und kaum über den Luftspalt zum Ständer. Öl leitet Wärme besser ab. Damit kann die Drehzahl und die Leistung erhöht werden. Bisher mußte beim Umrichterbetrieb das Drehmoment reduziert werden, wenn die Nenndrehzahl überschritten wurde.

Untersucht wurde ein Drehstrom-Asynchronmotor (engl: Induktionsmotor). Der Läufer dieser Motoren besitzt eine sehr glatte Oberfläche. Die Verluste bei Verwirbelungen im Öl scheinen gering zu sein.

Beim Versuch wurde in einen handelsüblichen Motor (geschlossene Ausführung, außenbelüftet) einfach ein Loch gebohrt und Öl eingefüllt. Dann wurde das Loch wieder verschlossen.

Offene Fragen:
- wie lange hält das Öl?
- wie erfolgt der Ölwechsel?

[egn]

Die Fahrzeugmotoren von Siemens und auch die Inverter sind in der Regel wassergekühlt. Man kann dann auch aus relativ kleinen Motoren Nennleistung von 75 kW und Spitzenleistungen von 150 kW heraus holen. Es gibt dann spezielle Getriebe mit denen man mehrere Motoren zusammen koppeln kann, oder man spart sich das mechanische Differential und treibt je ein Hinterrad mit einem Motor an.

[micha der kontrabass]

jetzt der dürft ihr mich hauen, aber auf der Basis könnte ich mir tatsächlich ein schönes vollintegriertes Womo vorstellen.
Und 250km, 20min laden 250km 20min laden usw klingt ja nicht schlecht, und angeblich halten die Batterien für 600000km, da ist sicher die Karosse vorher weggerostet.

Gibts irgendwo Preise für den kleinen?

Bringt mich nicht immer auf dumme Gedanken, eigentlich will ich doch den Deutz verholzgasen

Gruß
Micha d.k.

[Ulf H]

... für die Schnelladung wirds aber einen entsprechend fetten Stromanschluss brauchen, der auch nicht an jeder Ecke vorhanden ist ...

Gruss Ulf

[micha der kontrabass]

nun ja, oder 3h, im Urlaub bin ich ja nicht auf der Flucht.

Hab gerade nochmal nachgerechnet:
100km mit Magirus entspricht etwa 330kr (plus Betrieb und Verschleiß)
100km mit den angegeben etwa 40kw entspricht bei schlecht gerechneten 2kr/kwh 80kr (plus Verschleiß), allerdings bezahle ich sogar weniger für den Strom, glaub 1,6kr.

Also, was kostets? Wer schenkt mir einen?

Gruß
Micha d.k.