Unlogische Werte der Start-Batterie

[Tchaikovsky]

Habe letzthin mit meinem Scan-GaugeII folgendes beobachtet:

Vor dem Anlassen des Systems am Morgen zeigt Scan-GaugeII für die Start-Batterie ca. 12.5 Volt an. Okay ....

Nach dem Starten des Systems (der Motor läuft noch nicht!) steigt die Spannung ziemlich rasch auf 13.9 Volt. Komisch .....

Wieso steigt die Spannung an? Es läuft noch kein Motor bzw. Generator, der die Batterie laden würde und somit natürlich die Spannung auf eben diese 13.9 Volt raufdrückt.

Also für mich ist das ein Rätsel. :g:

Kann jemand anders der Top-Spezialisten hier im Forum die gleiche Beobachtung machen?

Hat jemand dafür eine plausible Erklärung?

Gruss

Tchaikovsky, der bald in die Ferien nach Asien fliegt ......

[Moerser Lex]

Ich schätz mal, da wird aus der Hybridbatterie etwas runtertransformiert. Was anderes kanns ja nicht sein.

[Gufera]

Richtig, der RX400h hat keinen Alternator sondern einen Transformer fürs landen der 12V Batterie.

[Tchaikovsky]

Richtig, der RX400h hat keinen Alternator sondern einen Transformer fürs landen der 12V Batterie.

Der Lexus lädt die Start-Batterie aus der Hybrid-Batterie? Das wäre wirtschaftlich aber nicht gerade klug!

Wirklich kein Alternator/Generator?

Tchaikovsky

[Gufera]

Der Lexus lädt die Start-Batterie aus der Hybrid-Batterie? Das wäre wirtschaftlich aber nicht gerade klug!

Wirklich kein Alternator/Generator?

Tchaikovsky

Ja genau so ist es. :g:

[Motus]

Ich schätz mal, da wird aus der Hybridbatterie etwas runtertransformiert. Was anderes kanns ja nicht sein.

Doch: Der scan-gauge zeigt Unfug an.

:g:

Aber da das eher unwahrscheinlich ist, denke ich dass Du Recht hast.

Gruß von Hubert

[Erwin]

Alle Hybriden des Toyota-Konzerns haben keine vom Verbrennungsmotor betriebene Lichtmaschine, wie man sie umgangssprachlich nennt. Der Ladestrom für die Hilfsbatterie und die daran hängenden Verbraucher des 12-Volt-Stromkreises - das ist alles ausser der elektrischen Klimaanlage und den E-Motoren - wird aus der Traktionsbatterie erzeugt und exakt elektronisch geregelt; es wird also nicht "über die Spannung" geladen, wie bei Bleibatterien sonst üblich.

Damit wird faktisch die 12-Volt-Bordspannung zwar über die Hilfsbatterie gepuffert, stammt aber letztlich aus der Traktionsbatterie. Das hat den angenehmen Nebeneffekt des Wegfalls der Lichtmaschine selbst (fehlendes Gewicht, fehlender Verschleiss) sowie hohe Spannungsstabilität und völliges Fehlens von Spannungsspitzen. Das mögen besonders die Leuchtmittel - unser Familien-Hybride hat nach fast 150.000 km noch ausnahmslos alle (!) Originalbirnchen, und die leuchten munter.

Viele Grüße, Erwin

[abactus]

Alle Hybriden des Toyota-Konzerns haben keine vom Verbrennungsmotor betriebene Lichtmaschine, wie man sie umgangssprachlich nennt. Der Ladestrom für die Hilfsbatterie und die daran hängenden Verbraucher des 12-Volt-Stromkreises - das ist alles ausser der elektrischen Klimaanlage und den E-Motoren - wird aus der Traktionsbatterie erzeugt und exakt elektronisch geregelt; es wird also nicht "über die Spannung" geladen, wie bei Bleibatterien sonst üblich.

Damit wird faktisch die 12-Volt-Bordspannung zwar über die Hilfsbatterie gepuffert, stammt aber letztlich aus der Traktionsbatterie. Das hat den angenehmen Nebeneffekt des Wegfalls der Lichtmaschine selbst (fehlendes Gewicht, fehlender Verschleiss) sowie hohe Spannungsstabilität und völliges Fehlens von Spannungsspitzen. Das mögen besonders die Leuchtmittel - unser Familien-Hybride hat nach fast 150.000 km noch ausnahmslos alle (!) Originalbirnchen, und die leuchten munter.

Viele Grüße, Erwin

+10 reputation

(wenn wir schon keinen button dafür haben :thumbup: )

[Tchaikovsky]

Hmmm ..... Leute ...... das stellen sich bei mir 2 Fragen:

1. Wie wird denn die Hybrid-Batterie geladen (letztendlich muss das über einen "Generator" gehen ....)

und

2. Warum läuft den der Motor beim Rollen ab ca. 75kmh mit? Um über das Planetengetriebe ein Überdrehen des ....... zu verhindern???

Gruss Tchaikovsky

[DrHybrid]

Hmmm ..... Leute ...... das stellen sich bei mir 2 Fragen:

1. Wie wird denn die Hybrid-Batterie geladen (letztendlich muss das über einen "Generator" gehen ....)

und

2. Warum läuft den der Motor beim Rollen ab ca. 75kmh mit? Um über das Planetengetriebe ein Überdrehen des ....... zu verhindern???

Gruss Tchaikovsky

1. Über einen, oder zwei der drei verbauten Elektromotoren, der dann als Generator arbeitet. Die Energie kommt entweder aus der kinetischen Energie der Wagenmasse beim Bremsen, oder vom Verbrenner direkt.

2. Genau, er muss mitdrehen, da sonst die Drehzahl des E-Motors am Planetengetriebe zu hoch würde.

[Erwin]

Der Doc war wieder mal schneller :thumbup: und hat es auch erheblich kürzer auf den Punkt gebracht.

Aber ich hab nun soviel kunstvolle Erklärung getippt, die schick ich auch ab:

Die Gewinnung der Versorgungsspannung für den 12-Volt-Zweig erledigt der Inverter des Hybrid-Systems gleich mit. Die Sekundärspannung wird durch den am Inverter hängenden Spannungswandler überwacht und konstant gehalten. Die gewonnene Spannung und damit der gesamte 12-Volt-Zweig ist völlig unabhängig vom aktuellen Stromvrbrauch und der Drehzahl des Verbrennungsmotors. Ihr müsst Euch mal den Niederspannungszweig auf einem Oszi angucken: Die Spannungsgüte ist exzellent und im Kfz-Bereich sonst unbekannt. Ich habe mich davon spaßhalber überzeugt, als ich in einer Car-Hifi-Werkstatt eine DVB-T-Einheit in die Bordsysteme integriert habe - und es ist tatsächlich so. Da ist nicht mal ein Zucken auf dem Schirm, wenn der Verbrennungsmotor angeworfen wird. Naja, OK, ein gaaanz kleines. :photo: Aber kein Vergleich zu konventionellen Autos.

1. Wie wird denn die Hybrid-Batterie geladen (letztendlich muss das über einen "Generator" gehen ....)

Uh, da muss ich etwas weiter ausholen. Um das vollständig zu verstehen, muss man sich mit der prinzipiellen Funktionsweise des PSD (als Herzstück der Leistungsverzweigung) und den daran hängenden MGs vertraut machen. Ich habe unten eine entsprechende Grafik angehängt. "PSD" steht für Power Split Device, zu deutsch etwa Kraftweiche. "MG" steht für Motor-Generator, eine Bezeichnung, die gewählt wurde, weil die Burschen in beide Richtungen funktionieren, also sowohl antreiben (Strom in Bewegung) als auch Energie gewinnen (Bewegung in Strom) können.

Stark vereinfacht kann man schon sagen, dass letztlich der Strom aus den Generatoren kommt. Einer der Nebeneffekte der genialen Gesamtkonstruktion ist die unglaubliche Geschwindigkeit, mit der diese Vorgänge rechnergesteuert permanent ablaufen. Die im MFD sichtbaren Energiefluss-Pfeile sind eine sehr stark vereinfachte und per Software extrem aufsummierte und so deutlich beruhigte Darstellung, bei der man die meisten Richtungswechsel und Flüsse einfach weglässt, um den Betrachter nicht zu verwirren.

2. Warum läuft den der Motor beim Rollen ab ca. 75kmh mit? Um über das Planetengetriebe ein Überdrehen des ....... zu verhindern???

Um zunächst mal ein Überdrehen des Sonnenrades und in Folge dann ein Überdrehen des ersten Motor-Generators zu verhindern. Wird der Verbrenner nicht benötigt und würde einfach abgeschaltet, dann steht auch der Planetenträger des Hohlrads still. Weil aber das Sonnenrad sehr viel weniger Zähne als das Hohlrad hat, würde es zu sehr hohen Drehzahlen in der Gegenrichtung gezwungen. Die kann aber der erste MG auf Dauer nicht verkraften (kurzzeitig würde er wahrscheinlich keinen Schaden nehmen).

Also bremst das Hybridsystem in dieser Situation den ersten Motorgenerator ab, indem es ihn als Generator arbeiten lässt. Und genau dieser Vorgang sorgt dafür, dass der Verbrenner dann leer mitgeschleppt wird. Der Energieverlust bei diesem Vorgang ist nur sehr gering, weil die Drehzahl des geschleppten Verbrenners auch bei hoher Geschwindigkeit sehr niedrig ist. Möchte der Fahrer aber generell keine Verzögerung im Antriebszweig erfahren oder spüren, müsste der zweite (!) MG die gesamte Generatorleistung des ersten MG plus die Fahrwiderstandsleistung plus die Schleppleistung der Verbrennungmaschine erbringen. Der virtuelle Leistungsanteil von MG 1 kann dann zwar direkt eben vom physikalisch vorhandenen MG 1 bezogen werden, aber suboptimal, denn antriebsintern treten selbstverständlich Wandlungsverluste auf. Das gilt sowohl für beide Motor-Generatoren als auch für den Inverter.

Ich hoffe, das war einigermassen verständlich. Wenn nicht, einfach mal eine Suchmaschine mit passenden Begriffen füttern. Es gibt jede Menge Fundstellen im Netz, auch hier im Forum sind ein paar brauchbare Links zu finden, beispielsweise hier: KLICK.

Viele Grüße, Erwin

[Tchaikovsky]

Wow Erwin ..... das ist ja schon eine richtige Doktor-Arbeit! Hut ab! :thumbup:

Nun ist mir einiges klarer wenn auch noch nicht alles. Brauche etwas Zeit bis ich den ganzen Text verdaut habe.

Danke für deine Ausführungen!

Gruss Tchaikovsky

P.S.: Dass der Motor bei mehr als 75kmh leer mitlaufen muss kostet mich jeweils 1.4-1.6LHK je nach Geschwindigkeit. Deswegen schaue ich nach Möglichkeit, dass meine Geschwindigkeit beim Rollen darunter liegt und der Motor somit abschalten kann.

[Erwin]

Aber klar - ich doch auch. Das machen alle Hybrid-Fahrer mit Optimierungsdrang. :lol: Ich rolle auch meist in "N", wenn ich weiss, dass noch länger gerollt werden soll. Es gibt immer mal wieder Situationen, in denen freies Rollen ökonomisch sinnvoller als Rekuperation ist.

Dann wirst Du sicher die Information nützlich finden, dass in LHD und HSD selbstverständlich Toyota-typisch ein einigermassen großzügiger Puffer eingebaut ist. Die Maximaldrehzahl des ersten Motorgenerators liegt also deutlich über der Drehzahl des Sonnenrads bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor und 75 km/h. Daraus folgt: Er müsste also nicht schon bei 75 anspringen und mitgeschleppt werden, sondern könnte auch noch etwas darüber abgeschaltet bleiben, ohne dass die Gefahr des Überdrehens von MG 1 besteht.

Diese Aussage treffe ich aber ausdrücklich ohne Gewähr, denn ich kann zumindest nicht präzise quantifizieren und es ist auch vom Fahrzeugmodell abhängig. Ich empfehle das also nicht, hätte aber selbst noch kein schlechtes Gefühl, wenn ich aus niedriger Geschwindigkeit kommend in "N" bei abgeschaltetem Verbrenner bergab an Geschwindigkeit zulege und die Tachonadel die Größenordnung von 90 oder 100 km/h erreicht. Erst, wenn es noch schneller wird, würde auch ich allmählich an "D" denken, denn ich bin ja lieb zu meinen Motorgeneratoren. ;)

Viele Grüße, Erwin

bearbeitet 13. Oktober 2010 von Erwin

[DrHybrid]

Hi Tchaikovsky,

hier gibt es einen animierten Simulator zum THS/LHD-System.

Der hilft beim Verstehen ziemlich gut weiter.

Gruß, DrHybrid

bearbeitet 13. Oktober 2010 von DrHybrid

[Tchaikovsky]

Ich empfehle das also nicht, hätte aber selbst noch kein schlechtes Gefühl, wenn ich aus niedriger Geschwindigkeit kommend in "N" bei abgeschaltetem Verbrenner bergab an Geschwindigkeit zulege und die Tachonadel die Größenordnung von 90 oder 100 km/h erreicht. Erst, wenn es noch schneller wird, würde auch ich allmählich an "D" denken, denn ich bin ja lieb zu meinen Motorgeneratoren. ;)

Viele Grüße, Erwin

Hmmm ...... würde in diesem Fall nicht doch der Motor anspringen ab einer gewissen Geschwindigkeit?

Umgekehrt ist es übrigens so, dass der Motor NICHT abstellt wenn man im 'N' ab 90 km/h längsämer wird und dann unter (sagen wir mal) 75 km/h kommt. Erst wenn man dann aud 'D' geht, stellt der Motor ab. Dann kann man wieder auf 'N' gehen und der Motor bleibt aus.

Gruss Tchaikovsky

[Erwin]

Das Hybridsystem kann in Stellung N den Verbrennungsmotor weder an- noch abschalten. Der letzte Zustand des Verbrenners wird in N also dauerhaft beibehalten, egal wie sich die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ändert. Er kann also in N seinen ersten Motorgenerator nicht selbsttätig vor ungesunden Drehzahlen bewahren.

Das ist allerdings mangels ausreichend laaanger Gefälle, an deren Beginn man zudem langsamer als 70 km/h sein muss, ein eher theoretisches Problem. Abgesehen davon wird ein MG nicht sofort kollabieren, nur weil er mal etwas schneller als üblich drehen muss.

Viele Grüße, Erwin