Hybriddrift

[MarkusF 53]

Jag har en bekant som gjorde lumpen på en isbrytare i Östersjön. Om jag minns rätt så består drivlinan där av en stor elmotor som står för framdriften, samt en dieselmotor som laddar elmotorn. Kan det stämma?

 

Och om det stämmer, borde inte det kunna fungera på bilar också. När jag ser på ett par hybridbilar så är elmotorn mycket mindre än bensinmotorn. T.ex. Kia Niro har en 60 hk elmotor och en 105 hk bensin. Borde det inte kunna vara tvärt om? 

 

Hur liten skulle en bensinmotor kunna vara för att ändå kunna ladda en 150 hk elmotor under färd?

[Gundj 207]

Om din elmotor är på 100kW så måste du ju ha en bränslemotor som lämnar minst 100kW plus förluster i omvandling till el samt övriga förluster.

Du kan ju inte hitta t ex 50kW någonstans på vägen.

Beträffande isbrytare så har de flera bränslemotorer och dessa driver ett antal elmotorer via flera generatorer.

Finessen är att du kan optimera varvtalet på bränslemotorerna.

 

Om du får ditt förslag med omvänt förhållande att fungera behöver varken du eller dina barn arbeta mer i era liv :-)

 

När det gäller Niro så är det väl en laddhybrid? Det betyder att batteriet inte laddas av motorn under färd men regenererar ström från bromsning.

Men det finns väl olika varianter på det också antar jag.

Redigerad 24 Oktober , 2018 av Gundj

[MarkusF 53]

Skulle det inte kunna vara ett komplement i en elbil? Att förlänga driftstiden mellan laddningarna?

[Gundj 207]

BMW i3 REX hade ju en liten bensinmotor med 5 liter bränsle för att kunna nödköra en bit när batteriet var tomt. Det har dom gått ifrån nu av någon anledning.

Här finns lite info https://www.miljofordon.se/bilar/elhybrid/

[MarkusF 53]

Tack! 

Jag får läsa på inför köp av miljöbil, när det nu blir dags.

[Gundj 207]

39 minuter sedan skrev MarkusF:

Tack! 

Jag får läsa på inför köp av miljöbil, när det nu blir dags.

Jag har försökt, det är mycket mumbojumbo och lite fakta oftast.

Trösten är att naturlagarna gäller, även för elbilar, annars skulle ju en vindgenerator på taket vara en strålande ide.🎅

[Mackey 4 463]

En elbil är kanske ingen miljöbil, även om det är lätt att tro det.

En elbil är kanske bara ett svårgenomskådat PR-jippo.

En elbil är absolut bra för den lokala miljön, särskilt i städer och på platser med smutsig luft.

 

Redan innan elbilen rullat en kilometer har den släppt ut stora mängder koldioxid vid batteritillverkningen. Själva gruvdriften för att få fram material till batterier är inte heller så miljövänlig.

 

Men när man kör och laddar är väl en elbil miljöbra?

Det kan man tro, men det är inte alls säkert. Hur tillverkas den el man laddar med egentligen? Kolkraft, kärnkraft, vattenkraft eller vindkraft? Kanske oljekraft.

Den frågan går nog egentligen inte att svara på, det är åtminstonne mycket svårt.

 

En kall vinterdag laddar man nog troligen med européisk kolkraft eller kanske med el från svensk oljeförbränning.

Under sommarsemestern laddar man nog med vattenkraft eller kanske med vindkraft om det är en blåsig dag, men...

Om det vatten som förbrukades ur kraftverksdammen på sommaren inte ersätts under hösten pga. lite regn eller tidig och ihållande kyla så kan det bli så att det trots allt blev kol- eller oljekraft man laddade med.

 

Komplicerat? Ja absolut! Jag vet inte ens om jag har rätt.

Jag är nog ändå ganska insatt i Sveriges energisystem jämfört med många andra.

 

Själv kör jag på fordonsgas i tron att det är det bästa alternativet för tillfället.

 

Mackey

Redigerad 24 Oktober , 2018 av Mackey

[bhemac 2 859]

Hybriddrift är en mer än hundra år gammal uppfinning. En motor, diesel, ångturbin, elmotor(!) tex driver en DC-generator som i sin tur driver en eller flera DC propellermotorer. Systemet heter Ward-Leonard. Genom att variera fältspänningen på generatorn så styr man varvtalet på propellern. 

Propellermotorn kan inte överbelastas, i det enklaste fallet sköts detta med säkringar.

Man använde detta för tex lyftkranar, då med en elmotor som driver generatorn. Anledningen är att DC motorer var svåra att varvtalsreglera. Systemet har använts i fordon, lok, stora stenkrossar, tryckpressar, fartyg mm. 

Isbrytare typ Ymer har fem Pielstickdieslar på 5000 hkr vardera och fyra propellermotorer. Är effektbehovet lågt så körs inte alla dieslar. Fördelen är att dieslarna kan gå med optimal belastning. Alternativet är ställbara propellrar men de är känsligare.

Passagerarfartyget "France" hade ångturbiner som drev generatorerna.

 

Systemet är intressant i tex segelbåtar. Visserligen tappar man lite verkningsgrad i elsystemet men oftast inte mer än i ett vanligt bakslag. Dieseln kan placeras varsomhelst ombord och kan bli helt vibrationsfri. För ökad manöverförmåga kan man ha en diesel och dubbla propellermotorer.  Det är också enkelt att bygga ut med batterier.

Hydrauldrift är ett liknande system men har mycket låg verkningsgrad och en del problem med läckage. 

[Georg_Ohm 4 831]

3 timmar sedan skrev bhemac:

Hybriddrift är en mer än hundra år gammal uppfinning. En motor, diesel, ångturbin, elmotor(!) tex driver en DC-generator som i sin tur driver en eller flera DC propellermotorer. Systemet heter Ward-Leonard. Genom att variera fältspänningen på generatorn så styr man varvtalet på propellern. 

Propellermotorn kan inte överbelastas, i det enklaste fallet sköts detta med säkringar.

Man använde detta för tex lyftkranar, då med en elmotor som driver generatorn. Anledningen är att DC motorer var svåra att varvtalsreglera. Systemet har använts i fordon, lok, stora stenkrossar, tryckpressar, fartyg mm. 

Isbrytare typ Ymer har fem Pielstickdieslar på 5000 hkr vardera och fyra propellermotorer. Är effektbehovet lågt så körs inte alla dieslar. Fördelen är att dieslarna kan gå med optimal belastning. Alternativet är ställbara propellrar men de är känsligare.

Passagerarfartyget "France" hade ångturbiner som drev generatorerna.

 

Systemet är intressant i tex segelbåtar. Visserligen tappar man lite verkningsgrad i elsystemet men oftast inte mer än i ett vanligt bakslag. Dieseln kan placeras varsomhelst ombord och kan bli helt vibrationsfri. För ökad manöverförmåga kan man ha en diesel och dubbla propellermotorer.  Det är också enkelt att bygga ut med batterier.

Hydrauldrift är ett liknande system men har mycket låg verkningsgrad och en del problem med läckage. 

Det vi pratar om här är inte hybriddrift i ordets rätta betydelse, det kallas för dieselelektrisk drift. Som redan nämnts är den driften vanlig hos isbrytare och tro det eller ej, dieselelktriska lok, T43, T44, gammeldanskarna My, Mz, Tmy och vad de nu har för littera. Den dagen man komletterar dessa med batterier om nu det sker, blir det hybriddrift som heter duga.

[bhemac 2 859]

23 minuter sedan skrev Georg_Ohm:

Det vi pratar om här är inte hybriddrift i ordets rätta betydelse,

Det är sant om vi menar i ordets moderna betydelse. Jag TROR den äldre litteraturen använde ordet hybriddrift även när det inte fanns något batteri inblandat. Samtidigt är ju inte dieselelektrisk drift inte helt korrekt om den energialstrande enheten tex är en ångturbin.

 

Något som kan bli aktuellt är tex en liten diesel och en fet gasturbin. Hög fart när det behövs och ekonomisk krypfart. Som i stridsvagn S men utan dess komplicerade växellåda.

[Gundj 207]

Men ursprungsfrågan som jag tolkade den var om man kan få ut mer effekt ur ett system än man matar in.

Och där kan vi nog enas om att man har ett ganska säkert Nobelpris att hämta om man löser det.

[MarkusF 53]

Kul! Intressanta resonemang!

Vad gäller för Sterlingmotorn då? Den har ju inte kunnat konkurrera med förbränningsmotorn eftersom den blir för dyr, om jag har förstått rätt. Men den har ju andra fördelar, så vad skulle behövas för att den skulle bli gångbar?

[bhemac 2 859]

14 minuter sedan skrev MarkusF:

Vad gäller för Sterlingmotorn då?

Tyst och kan köras på olika bränslen men lägre verkningsgrad än en diesel. Den kan inte varvtalsregleras enkelt så den är perfekt för någon slags hybriddrift.

[IngemarE 3 608]

Måste i sammanhanget nämna en återkommande annons i dagstidningen som jag irriterar mig på, där biltillverkaren med stor rubrik argumenterar genom att skriva "Bilen som laddar sig själv".

 

Jo, så är det - flytande bränslemotorn laddar batterierna medan man kör på bensin/diesel. Så man sedan kan köra "miljövänligt" på el.

Men vänta nu....hur tänkte man här ?  Bortsett från att man kanske kan välja VAR man spyr ut koldioxiden och att bromsenergin kan tas tillvara blir det ju inte mycket bättre än om man laddade sin elbil med el från en dieselgenerator på tomten. Eller körde på fossilbränsle hela tiden.

 

Men det låter ju bra, att ladda sig själv.

[AndW 197]

Det blir faktiskt lite bättre. Många bäckar små. För övrigt är nog att ladda elbilen från dieselgenerator ett bättre alternativ. 

[bhemac 2 859]

3 timmar sedan skrev IngemarE:

Men det låter ju bra, att ladda sig själv.

Får kanske bli kattskin och ebonitstav?.

 

Solen som laddar bilen hemma under sommaren, en Stirlingmotor som laddar vintertid men där spillvärmen används för uppvärmning och kanske en vindsnurra. Visst finns det många små bäckar, i synnerhet utanför storstadsområdena.

[Mackey 4 463]

11 timmar sedan skrev Gundj:

Men ursprungsfrågan som jag tolkade den var om man kan få ut mer effekt ur ett system än man matar in.

Och där kan vi nog enas om att man har ett ganska säkert Nobelpris att hämta om man löser det.

Jo vist kan man det! Det är absolut inte fråga om Nobellprisnivå på detta.

Det händer tex. varje gång man startar båtmotorn. Då tar du säkert ut 1000 W och i bästa fall laddar solcellerna med några hundra watt.

 

En elhybridbil som idag normalt innehåller batterier kan absolut ge betydligt mera effekt än det som matas in. Passat GTE ger nästan 300 hk, men har bara en hälften så stor fossilmotor.

Tillägg: Nu blandade jag bort korten för mig själv. En elhybrid har inga batterier, då heter det laddhybrid.

 

Däremot kan man inte få ut mer energi ur ett system än man matar in.

 

Jag tror att det är viktigt att man bestämmer vad en hybriddrift innebär. Innehåller den batterier så är det ju naturligtvis inga som helst problem att ta ut betydligt högre effekt elektriskt än vad fossilmotorn kan ge.

 

Mackey

Redigerad 25 Oktober , 2018 av Mackey
Förvirrad

[Mackey 4 463]

Varken sol, kattskinn/ebonitstav eller vindkraft gör en elbil miljövänlig...

 

Jag har läst på lite sedan sist och kommit fram till att tillverkningen av batterierna i en Tesla bidrar så mycket till koldioxidutsläppen att Teslan inte ens klarar gränsen för att vara en miljöbil om man räknar med att batterierna håller i 10 000 mil.

 

Kanske har jag räknat fel, någon får kolla mig.

Jag blir själv överraskad.

 

Mackey

[Gundj 207]

Dock inte under någon längre tid.

Jag kan såklart ta ut massor av effekt ur ett batteri en kort stund, sedan måste jag fylla på.

Laddar verkligen en Passat GTE ett batteri alternativt driver en elmotor från bränslemotorn?

Jag trodde den behövde få batterierna laddade från vägguttaget och när den juicen var slut fick man förlita sig på ordinarie motor. Så säger VW i alla fall.

Jag tror du tänker dig att ha en jättestor batteriförsörjd elmotor och en mindre bensinmotor som körs samtidigt, det finns ju de som har, men fortfarande kan du aldrig driva en elmotor med en bränslemotor och få ut mer effekt ur elmotorn än vad du får ut från bränslemotorn minus alla förluster. Det var ju så tråden startade.

[bhemac 2 859]

1 timme sedan skrev Mackey:

Kanske har jag räknat fel, någon får kolla mig.

Jag blir själv överraskad.

 

Det kan säkert stämma. Man hör en del miljötalibaner komma med olika påståenden, tex att det går åt mer energi att bygga ett kärnkraftverk än man får ut. Då undrar man osökt:

1. Varför bygger/byggde man kärnkraftverk.

2. Vad gör vi istället.

Nr 2 kan jag svara på. Mångdubbla energiskatten. De kommer folk att segla, cykla och gå. 

 

Själv tycker jag miljösatsningarna är lysande, jag fick en elcykel 25% billigare, fraktad från andra sidan jorden. Hade jag inte fått det så hade jag behållit min gamla, svenskbyggda cykel.

Redigerad 25 Oktober , 2018 av bhemac

[Mackey 4 463]

Jo, på stt och vis.

51 minuter sedan skrev Gundj:

men fortfarande kan du aldrig driva en elmotor med en bränslemotor och få ut mer effekt ur elmotorn än vad du får ut från bränslemotorn minus alla förluster. Det var ju så tråden startade.

Kanske det, beror väl mest om man fokuserar på isbrytare som inte har batterier eller på Kia Niro som har batterier. Jag har bara utgått ifrån att en laddhybrid både kan laddas med fossilmotorn och från två, tre, fyra hål i väggen, men så är det tydligen inte. Sorry.

 

Vi behöver ju inte orda mer om detta tycker jag, det leder ju ingen vart.

Jag har i alla fall lärt mig att laddhybrider tydligen inte kan laddas under färd som jag har trott.

 

Mackey

[Mackey 4 463]

7 minuter sedan skrev bhemac:

Själv tycker jag miljösatsningarna är lysande, jag fick en elcykel 25% billigare, fraktad från andra sidan jorden. Hade jag inte fått det så hade jag behållit min gamla, svenskbyggda cykel.

Samma sak med elmopeder och elaktersnurror. Har hört flera som "bytt upp sig" och sålt den gamla till någon som inte hade råd med miljöfarliga batterier trots att de var sponsrade av dig, mig och alla andra.

 

Det är tyvärr lite för mycket signalpolitik och lite för lite miljöpolitik i många fall.

 

Mackey

[bhemac 2 859]

2 minuter sedan skrev Mackey:

Jag har i alla fall lärt mig att laddhybrider tydligen inte kan laddas under färd som jag har trott.

Låter konstigt. I en nerförsbacke kan dieseln ladda batteri och i uppförsbacken hjälper batteriet till. 

--

Visst kan man få ut "extra" energi ur en förbränningsmotor genom att låta avgaserna värma en avgaspanna som i sin tur driver en ångturbin. Då får man ut mer energi än vad man normalt får ut på utgående axel. Sådana system finns men byggs inte längre av kostnadsskäl.

[Gundj 207]

Man måste skilja på alla hybridvarianter som finns.

Med räckviddsförlängare, med bara den energi du har stoppat i från väggen och de som regenererar bromsenergi.

Och så de som har kombinationer av detta.

Men, de bilar som nämns i tråden är plugin-hybrider, då är det två hål i väggen som gäller, möjligen 400V också.

Men, TS vill ha en fossilmotor som driver en elmotor och det kan verkligen inte fungera, så länge man förväntar sig mer effekt ur elmotorn än vad bränslemotorn ger.

Nu känner jag att jag upprepar mig så jag lägger ned den här tråden.

[Georg_Ohm 4 831]

För att mer eller mindre föra någonting till denna diskussion, så kanske man skall satsa på en hybriddriven, eller dieselelektrisk popcornmaskin?

 

När det gällde järnvägens diesellok (och jag kan tänka mig att det i alla fall delvis var samma diskussion när man skulle konstruera isbrytarna) så uppstod det ett mekaniskt problem då man ersatte ånglok (och ångfartyg) med dito som hade förbränningsmotorer.

 

Det fungerade väl (nu pratar jag bara om lokomotiv) när det var ringa effekter som skulle överföras med en mekanisk växellåda eller liknade, eller likadan växellåda som i lastbil/buss mellan motor och hjulen. Fungerade bra i små lokomotorer, rälsbussar och liknande. Men då man ville dra stora tågvikter höll inte växellådorna. Man experimenterade med hydrauldrift, och även med pneumatisk överföring, där hydrauldriften kom till viss användning, men det var koppelstänger (för att överföra kraft till flera hjulaxlar och för att undvika slirning) och andra mekaniska monsterlösningar här och var.  Det var väl egentligen först när man i USA hos GM och andra började bygga stora dieselelektriska lok som utvecklingen tog fart, utom i länder som Sverige och Schweiz där man hade billig vattenkraft och redan tidigt elektrifierade järnvägslinjerna...

 

Men i alla fall, (nu inbegriper jag även isbrytare och liknande fartyg igen), iallafall fann man ju då snabbt att det var smidigt att överföra energin på elektrisk väg till banmotorer och propellrar, då var det likströmsmotorer, idag asynkronmotorer, som man lätt kan reglera både varvtal och effekt på.

Vi har ju en del rent amerikanska lok, om än i svensksydd kostym, på våra banor, de flesta är ju museala, men några är i reguljär drift, synnerligen dieselelektriska, några med maffiga V-12 tvåtaktsdislar nästan utan ljuddämpning, av detroittyp som är licensbyggda härikring. Några har blivit ombyggda för Green-Cargo med någon mindre miljövidigra motorer.

 

Nä i Sverige utvecklades istället elloken, då Malmbanan och andra betydande stambanor tidigt elektrifierades. Däremot byggde NOHAB i Trollhättan väldigt bra dieselelektriska lok, på licens efter amerikanskt patent, de flesta gick på export till Danmark, Norge, Belgien.. och annorstädes. Vill minnas att NOHAB även tillverkade stora fartygsmaskinerier. De danska loken köptes sedermera tillbaka till privata svenska järnvägsoperatörer och kallades ju då naturligtvis för "gammeldanskar".

 

Men sammanfattningsvis så uppkom den dieselelektrisk driften av två skäl.

-Svårt att överföra stora krafter genom mekaniska växellådor.

-Lättare att reglera varvtal och dragkraft i elektriska motorer än i stora förbränningsmotorer.

 

För järnvägsintresserade tekniknördar kan jag ju nämna saker som ångturbinlok, ångturbinlok med generator och elektriska banmotorer, schweiziska "elektriska ånglok" (under kriget var det brist på kol, men gott om vattenkraft, varför man monterade strömavtagare och jättelik doppvärmare i pannan), ångpneumatiska lok och fartyg, bensinmotorelektriska monoraillok som balanserade med ett gyro. Ångspårvagnar, enspårslok med stödhjul, elektromagnetiska repulståg och annat som tycks uppkommit i Oppfinnar Jockes eller Prof. Karl kalkyls laboratorium.

 

Citroën och Michelin utvecklade också en motorvagn, med gummihjul, hjul som hade flänsar av stål, gick i provdrift på HNJ. Mycket typiskt fransk teknik, där man försöker lösa icke existerande tekniska problem.

Perrongstädarnas mardröm var väl annars den propellerdrivna tyska motorvagnen som då drevs av en flygplansmotor, Bröderna Märklin i Göppingen har väl en modell av denna fortfarande kan jag tänka mig..?

 

Nu är nog popcornen klara!

[Ruskpricken 214]

Intressant läsning. Som sagt. Sätta snurra på biltaket som laddar batteriet medan man kör... det har faktiskt en politiker föreslagit på fullt allvar i riksdagen. Tyvärr har jag slarvat  YouTube kopian.

 

Men tänk då följande. En liten lastbil med lyftflak-baklucka, sån där som fäller ner bakgaveln å det blir till en last-hiss. Den lyfter å lastar ut  å lastar på vid butikerna hela dagen med hydraul å  pumpen drivs av en 12 V batteri i bilen å bilen står inte alltid på tomgång å laddar. Skulle man köra hissen med elmotor skulle batteriet inte räcka ens ett par lyft. Så varifrån kom den extra "gratis" energin? Problemet är lättare att reda ut om man inte blandar ihop kraft å energimängd. Stora eltruckar är en helt annan sak för de laddas på nätterna.

 

Tillbaks till båtar. Har funderat att utöka batterierna å kunna köra på dem med en elmotor i hamnar å andra korta sträckor men starta dieseln vid längre sträckor. Sedan laddar man då batterierna. Men hallå. Vad vinner jag? Inget. Men kostar på en elmotor å flera batterier. Kan ju lika gärna köra de korta sträckorna  åsså på dieseln å slipper bygget.

Så jag har lämnat tanken.

[trewq 591]

44 minuter sedan skrev Ruskpricken:

Intressant läsning. Som sagt. Sätta snurra på biltaket som laddar batteriet medan man kör... det har faktiskt en politiker föreslagit på fullt allvar i riksdagen. Tyvärr har jag slarvat  YouTube kopian.

 

Var det denna?

https://youtu.be/xa2Cag9OrHc

 

[Ruskpricken 214]

Japp, den vare.

 

[LuminaL 101]

‎2018‎-‎10‎-‎25 vid 19:18 skrev bhemac:

-

Visst kan man få ut "extra" energi ur en förbränningsmotor genom att låta avgaserna värma en avgaspanna som i sin tur driver en ångturbin. Då får man ut mer energi än vad man normalt får ut på utgående axel. Sådana system finns men byggs inte längre av kostnadsskäl.

 

CHP anlägningar byggs men normalt som kraftvärmeanlägningar tex fjärrvärmeverk.

 

Kan även göras med gasturbiner som då har en mycket bra kombinerad verkningsgrad.

[LuminaL 101]

‎2018‎-‎10‎-‎25 vid 19:11 skrev Mackey:

Jo, på stt och vis.

Kanske det, beror väl mest om man fokuserar på isbrytare som inte har batterier eller på Kia Niro som har batterier. Jag har bara utgått ifrån att en laddhybrid både kan laddas med fossilmotorn och från två, tre, fyra hål i väggen, men så är det tydligen inte. Sorry.

 

Vi behöver ju inte orda mer om detta tycker jag, det leder ju ingen vart.

Jag har i alla fall lärt mig att laddhybrider tydligen inte kan laddas under färd som jag har trott.

 

Mackey

 

Beror på vilken tillverkare bilen kommer ifrån. Toyotas plug-in hybrid kan tex laddas ifrån vägg och körs i övrigt prcis som den vanliga HSD Toyotan.