avatar

Ampera Mobilität Technik

Komplexe Effizienz II – allzeit elektrisch

,


Die Regelungstechnik des Ampera findet für jede Fahrsituation automatisch die optimale Einstellung der Antriebseinheit. Einen Wechsel der Betriebszustände muss der Fahrer nicht aktiv herbeiführen. Mal angenommen, ich möchte mit einem rein batteriebetriebenen Elektroauto nach Frankreich in den Urlaub fahren. Wenn ich zuhause in Mainz aufbreche, würde ich nicht einmal Saarbrücken erreichen – Batterie leer, Reise beendet. Beim Ampera kommt hier der Range-Extender ins Spiel. Wenn die Batterie irgendwo auf der A 63 ihren minimalen Ladezustand erreicht hat, sieht der Fahrer lediglich ein entsprechendes Symbol auf dem Display. Nahezu unbemerkt hat sich das Benzin-Hilfstriebwerk zugeschaltet.

Normales Fahren mit Generatorstrom und einem Motor

Fahren mit Generatorstrom und einem Motor


Ab jetzt produziert der Ampera seinen Antriebsstrom selbst, der zweite E-Motor arbeitet als Generator. Der erzeugte Strom fließt in die Leistungselektronik, die darüber entscheidet, ob die Energie der Batterie zugutekommt oder ob damit der (Haupt-)Elektromotor angetrieben werden soll. Die Kupplung C1 ist geschlossen und fixiert das Ringrad, die offene C2 verhindert den Kraftschluss vom Generator zum Ringrad. Der elektrische Hauptantriebsmotor treibt die Vorderräder an. Derweil arbeitet der Verbrennungsmotor in so genannten stationären Kennfeldern. Das heißt, die Motordrehzahl ist von der Fahrzeuggeschwindigkeit entkoppelt und variiert nicht mit der Drehzahl der Räder. So kann der Benziner immer in optimalen Betriebspunkten laufen. Das ist gut für die Umwelt und für den Geldbeutel.

Kombiniertes Fahren mit Generatorstrom und zwei Motoren

Kombiniertes Fahren mit Generatorstrom und zwei Motoren

Bei höheren Geschwindigkeiten haben wir einen zusätzlichen Trick entwickelt, um den Ampera möglichst effizient zu machen. Nun ist auch die Kupplung C2 geschlossen, das Ringrad wird mit einem Teil der mechanischen Kraft des Benzinmotors angetrieben. Denn wie bereits erwähnt, soll der Haupt-Elektromotor eine definierte Maximaldrehzahl nicht überschreiten. Jetzt benötigen wir also den zweiten Motor, um die Höchstgeschwindigkeit zu erreichen. Der Ampera fährt aber nach wie vor elektrisch! Anders als bei einem Hybrid variieren wir auch in diesem Modus wie oben beschrieben Leistung und Geschwindigkeit über den E-Motor, nicht über den Verbrenner. Durch die geschickte Einbindung über das Planetengetriebe in die Generatorachse können wir bei hohen Geschwindigkeiten auch das Drehmoment des Benzinmotors für den Vortrieb nutzen. Dadurch erreichen wir in diesem Fahrzustand einen etwa zehn Prozent höheren Wirkungsgrad gegenüber einer Auslegung ohne diesen technischen Kniff.

Weil „eigenproduzierter“ Strom teurer ist als der aus der Steckdose, laden wir die Batterie während der Fahrt (fast) nicht auf – das soll am Zielort per Steckdose erfolgen. Das heißt, die Batterie wird nur soweit aufgeladen, wie es für einen komfortablen elektrischen Fahrbetrieb unbedingt nötig ist. Sobald dieser Ladezustand erreicht ist – auch die Rekuperation beim Bremsen trägt dazu bei – schaltet sich der Verbrennungsmotor ab. Wenn dann im weiteren Fahrtverlauf wieder die unterste Ladungsgrenze berührt wird, beginnt der Zyklus von vorn.

Kommentare (23)

  1. Da is Start/Stop gleich Serienmäsig 😉 Hatt der Ampera eigentlich noch eine Lichtmaschiene oder passiert das alles über den Generator/ die Leistungselektronik ? Eine normale Autobatterie hatt er ja glaub ich noch…

  2. Gibt es eigendlich eine mindest Betriebslaufzeit für den Range Extender um “warm” zu werden?

    Wie sieht es mit den Wartungsintervallen für den RE aus? Nach Betriebsstunden,KM oder wartungsfrei?

    Wie sieht es mit der Haltbarkeit des RE aus, wenn man bestrebt ist, und sein Streckenprofil so ist ,möglichst ohne RE aus zu kommen?

    Oder springt der einfach mal so an, ohne dass man ihn eigendlich nicht braucht, nur um mal wieder zu laufen?

  3. Tja, leider darf ich beim neusten Opel wieder einmal im Jahr/30-tkm zur Inspektion, statt zuvor 2 Jahre oder 50-tkm. Irgendwie müssen sie den Werkstätten wieder Aufträge besorgen.
    Von daher wird auch dieser RE dergleichen einfordern ! Ein Zeit oder km-Intervall wird da “gnadenlos” zuschlagen !

  4. @Opel Fan

    Es lohnt der Blick in die Anleitung des Chevy Volt. Einfach “user manual chevrolet volt” in die Suchmaschine des Vertrauens eintöggeln. Offenbar gibt es zwei entsprechende Modi. Einmal wird anhand des Alters des Sprits ab und an eine Phase bestimmt, in dem der Motor läuft, zum anderen scheint der Motor auch in Intervallen aktiviert zu werden.

    Die Frage nach der Leistungsfähigkeit ist natürlich berechtigt. Wenn der Wagen nach längerer Wartezeit im Winter durchgefroren ist und die Hochleistungsbatterie platt – was geschieht dann mit dem RE? Wird der langsam hochgefahren oder auch mit kaltem Öl in einen hohen Lastzustand versetzt?

    Das Batteriemanagement ist dann natürlich auch interessant: der Ladeprozess ist sicherlich temperaturüberwacht. Um wieviel länger dauert es eigentlich, so einen Akku im Winter aufzuladen?

    Last but noch least: ich vermisse immer noch die fehlenden Pferdestärken. Der Artikel brachte leider keine Auskunft darüber, wieso der RE nur noch knapp über 70 statt über 80 PS leistet. Ein Teil wird sicherlich der Verlust sein für die Wandlung der Rotationsenergie in die elektrische Energie. Aber so extrem kann der Verlust eigentlich nicht sein.

  5. @Rheinhold Birgmann:
    Also so wie ich das hier verstehe, “hat” der RE 86 PS und der ihm nachgeschaltete Generator/E-Motor 72PS. Das würde heißen, dass der RE max. 72PS an elektrischer Leistung – begrenzt durch den Generator – erzeugen kann. Die restliche RE-Leistung ginge bei höheren Geschwindigkeiten mechanisch über die “geschickte” Generatorachse an das Ringrad (siehe oben)?!

  6. @ Albert: Da die Batterie ja die Energiequelle während der Fahrt ist, wird die Lichtmaschine beim Ampera durch einen Gleichspannungswandler ersetzt, der aus der Spannung der großen Traktionsbatterie die benötigten 12 Volt für das Bordnetz zur Verfügung stellt. Einen separaten 12-V-Generator mit drehenden Teilen gibt es also nicht mehr. Völlig richtig: Das Bordnetz wird durch eine übliche 12-V-Batterie gepuffert.

  7. Hallo, ich hätte da noch eine Frage zur Heizung… die ist ja elektrisch, soweit ich das richtig verstanden habe.
    Ist das aufheizen des Fahrzeugs ausschließlich elektrisch oder wird beim Generatorbetrieb die Abwärme der Benziners verwendet, wie bei einem herkömmlichen Kfz?!
    Ich hoffe doch letzteres, ganz im Sinne der Effektivität.
    Besten Dank für Rückmeldung.

  8. Hallo @all: So wie ich den Text verstanden habe benutzt der Ampera zum Vortrieb im Extremfall auch den Benziner als Antrieb und somit ist dieses Fahrzeug auch nur ein Hybried und nicht wie überall erzählt und geschrieben wird ein E- Fahrzeug mit RE.

  9. @PF: Was heisst „auch nur Hybrid“? Ist „Hybrid“ schlechter oder besser als „E-Antrieb mit RE“? Darf ein E-Fahrzeug mit RE per Definition (und wo ist das definiert) keine mechanische Verbindung des Verbrennungsmotors mit dem Antrieb haben?

    Meine Meinung: „Hybrid“ ist ein so verwaschener Begriff, dass er für die Beschreibung/Bewertung von Fahrzeugantrieben gar keine Bedeutung hat.

    Beispiele: Serieller Hybrid, Paralleler Hybrid, Leistungsverzweigender Hybrid, Mikro-, Mild-, Vollhybrid -> alles Hybrid.

    Ich habe noch nie verstanden, warum man lieber darüber diskutiert, wie diese Technik zu heissen hat, anstatt über die Technik an sich.

    Das Wort „Hybrid“ würde die Technik des Ampera abwerten: mit gängigen Hybrid-Fahrzeugen kann nur 2 – 3 km elektrisch gefahren werden. Und, noch viel wichtiger und wesentlicher, das „Betanken“ der zweiten Speichereinrichtung (der Batterie), ist bei den gängigen Hybriden auch nur mit dem Verbrennungsmotor (und beim Bremsen) möglich, nicht an der Steckdose!

    Deshalb: Namen sind Schall & Rauch. Auf die Technik kommt’s an!

  10. Joh, unnütz der Disput zu den Begrifflichkeiten. Nur…
    Da hatte man von Konzernseite halt auch tatsächlich etwas “unglücklich” im Vorfeld agiert/betitelt, statt einfach nur E-Flex, hätte dies bereits auf die Varianz der div. Antriebsmodi andeuten können.
    Und diesen zuletzt (aus “patentrechlichen Gründen”) aufgekommenen/umstrittenen Modus halt zu seiner Zeit flex kommuniziert ;o)

  11. @ Martin: Die Hoffnung stirbt zuletzt ;-). Natürlich nutzen wir im Sinne größtmöglicher Effizienz die Abwärme des Benziners, wenn der ohnehin läuft.

  12. Wenn ich nun von Stadt A nach Stadt B fahre, bei einem Abstand von 300km möchte ich Stadt A elektrisch verlassen, die Autobahn mit dem RE nehmen und in Stadt B wieder elektrisch einfahren.
    Geht das?
    Wie?
    Wenn ja, woher weiß ich, ab wann (Distanz zum Ziel zu Restkapazität der Batterie) ich wieder auf elektrisch umschalte?

  13. @Hans Drescher

    In Stadt A normal los fahren. Sobald die Stadt verlassen ist, den Hold Knopf drücken. Sobald Sie in Stadt B ankommen, den Hold knopf nochmals drücken.

    Bzgl. der Restdistanz: Das Navi zeigt die restlichen Kilometer an, das Display hinter dem Lenkrad die Restreichweite der Batterie. Sobald die Restdistanz um Ziel kleiner Batteriereichweite, kann man umschalten. Aber Achtung: dann ist am Zielort der Akku natürlich platt und muss geladen werden, soll es elektrisch weitergehen.

  14. Mir würde ein Reichweite von 50km am Tag reichen. Gibt es die möglichkeit den Ampera ohne RE zu erwerben? Wieviel Gewicht würde wegfallen wenn man den Ampera nur als reines Elektroauto bauen würde?
    Ist es in meinem Falle auch möglich den Ampera Jahrelang zu fahren ohne das der Verbrenner sich dazuschaltet?

  15. @DaLe:
    Kann mir nicht vorstellen das der Ampera ohne RE zu erwerben sein wird, vorallem wär der aufwand extrem schon allene von der Programierung bzw. einstellungen die zu ändern wären für ein einzelnes Auto. Abgesehen davon hätte das (abgesehen vom gewicht) nur nachteile, stell dir vor du musst aus welchen gründen auch immer (umleitung, Stau, Baustelle) mahl mehr als 50 km weit fahren, wenns schlecht läuft bleibst du dann liegen.

    Bei deinem Fahrprofil wird Wohl der RE wenn du wircklich nie mehr als 50 km fährst ( auser in ausnahmesituationen ) laut aussagen von div. Opel mitarbeitern nur ca. 1 – 2 mal kurz anspringen ( bei nicht benutzung des RE wüde er sonst mit der Zeit kaputt gehen, und bei der Wartund wird er wohl auch kurz laufen )

  16. @DaLe: Wer so konsequent im E-Modus verweilen will, da bietet sich eher der Leaf (von Nissan) an !

  17. ich habe meine Frage zuerst in der falschen Rubrik gepostet:

    Was ich bisher noch nicht gefunden habe, ist die Information, wie denn der Wirkungsgrad des Benzinaggregates und des Generators ist. Es wird angegeben, dass der Benzinmotor rund 85PS hat. Liege ich richtig, wenn ich unter der Berücksichtigung der Wirkungsgrade davon ausgehe, dass letztendlich gerade noch 60PS von den ursprünglichen 85PS die Antriebsräder erreichen?

  18. Youtube macht es manchmal möglich. Wenn ich mir das “Chevy Volt Engine on Due to Low Temperature” Video ansehe, sehe ich, dass es offenbar einen Warm-up Modus gibt. Kann man hierzu etwas erfahren? Wann greift er, wie lange braucht er etwa? Wieviel Sprit braucht er?