Supercaps für Leistungsspitzen im Bordnetz

Eine möglichst effektive Nutzbremsung (Rekuperation) braucht einen Energiespeicher mit hoher Leistungsdichte und niedrigem Innenwiderstand. Eine Batterie z.B. hat einen viel zu hohen Innenwiderstand um das kurzzeitige aber hohe Leistungsangebot einer Nutzbremsung einfangen zu können.

Viel besser geeignet sind hierfür Kondensatoren mit hoher Leistungsdichte - auch Supercaps genannt. Typischerweise werden hier Doppelschichtkondensatoren eingesetzt, die so ausgelegt sind, dass sie im Sekundenbereich mit hoher Leistung effektiv geladen werden können. Der niedrige Innenwiderstand gilt nur für niedrige Lade- und Entladefrequenzen, denn die komplexe Impedanz eines Kondensators steig mit jwC.

Zu den Vorteilen des Supercaps gegenüber der Batterie gehört neben dem niedrigen Leistungsgewicht, dass er durch Lade-Entlade-Zyklen kaum altert. Damit eignen sie sich sehr gut für die Rekuperation im Hybridfahrzeug.

Um ein Gefühl für die Leistungsauslegung zu geben: Pro Tonne Fahrzeuggewicht benötigt man laut VDI meistens (abhängig von der Geschwindigkeitsdifferenz und Zeitvorgabe) zwischen 10 und 20 kW Bremsleistung. Die höchste Bremsleistung wird auf der Autobahn benötigt, sie fällt aber im Fahrzyklus relativ selten an. Deshalb lohnt sich eine Dimensionierung der Supercaps hierfür nicht, und deshalb fängt eine Nutzbremsung auf der Autobahn typischerweise nur max. 10% der Bremsleistung im Supercap ein. Im gemischten Zyklus werden 15% Verbrauchssenkung erzielt (VDI).
D.h. auch wer nicht im Stadtverkehr rein elektrisch fahren will und deshalb auf einen Full-Hybrid verzichten will, kann mit mit der Nutzbremsung eines Mild-Hybrid 15% Energie und CO2 sparen.
Begrenzt wird dieser Wert durch die erzielbaren Leistungsdichten pro Gewicht und pro Volumen. In einem BMW X3 "Efficient Dynamics" Prototypen wurden beispielsweise die Seitenschweller als Bauraum für Supercaps komplett ausgefüllt.


Von einer Kombination von Batterie (als Energiespeicher) und Supercap (als Leistungsspeicher) profitiert die Lebensdauer der Batterie, da sie gerade von der höchsten Beanspruchung einer Leistungsspitze entlastet wird. Zudem muss man die Batterie eines Hybridfahrzeugs nicht mehr für die höchste Leistungsspitze dimensionieren, was Gewicht einspart. Auch kann man u.U. die Einführung einer zweiten, höheren (42V) Spannungsebene im Bordnetz hinauszögern.

Für reine Elektrofahrzeuge stellt der Supercap wiederum keine Entlastung dar, da die Batterie eh für lange Reichweiten dimensioniert wird, und damit eine für Rekuperation oder andere Leistungsspitzen genügend hohe Spitzenleistung einher geht.


Interessant ist auch noch folgender Zusammenhang, der wieder einmal dem intuitiv empfundenen "Leistungsgefühl" des Autofahrers widerspricht:

Die benötigte Leistung eines Fahrzeugs hängt viel mehr von seiner vorgegebenen Beschleunigung ab als von seiner Masse. Gibt man beispielsweise ein Limit für die Beschleunigung von 0 auf 100, dann brauchen fast alle Fahrzeugklassen hierfür die gleiche Leistung. Ist das schwerste Fahrzeug (SUV) doppelt so schwer wie das leichteste, so benötigt es trotzdem nur ca. 10% mehr Leistung. Ein SUV wird also nicht durch sein Gewicht zur Energievernichtungsmaschine, sondern durch die Vorgabe hoher Beschleunigungswerte.

Daraus folgt auch, dass die heute gängige Übermotorisierung weniger aus gestiegenen Höchstgeschwindigkeiten resultiert, sondern aus besseren Beschleunigungswerten.

Quellen: "Supercaps - Eigenschaften und Fahrzeuganwendungen", VDI Berichte 2005, WIMA (Hersteller),

Hybrid Antriebsvarianten

Aus den Anordnungsvarianten von Verbrennungsmotor, Generator und Elektromotor ergeben sich die folgenden Antriebsvarianten:

1. Serieller Hybrid
Hier sind die drei Komponenten hintereinander angeordnet. Das Auto wird grundsätzlich nur elektrisch angetrieben. Der Verbrennungsmotor arbeitet nur auf den Generator.
Vorteil: Der Verbrennungsmotor kann unabhängig von der Fahrsituation immer im besten Wirkungsgradbereich betrieben werden.
Nachteil: Der Elektromotor muss so -im Vergleich größer- dimensioniert werden, dass er den gesamten -und nicht nur den Stadtverkehr- Leistungsbereich abdeckt.

2. Paralleler Hybrid
Hier sind Verbrennungs- und Elektromotor parallel geschaltet. Man kann den Antriebsmix beliebig skalieren.
Beispiele: Audi Duo, Honda Hybrid
Die Parallelschaltung ist nur in einem Betriebszustand unerwünscht: Bei der Nutzbremsung (Rekuperation, generatorisches Bremsen), in der der Generator das Auto bremst und die Batterie auflädt, soll der Verbrennungsmotor nicht mitgeschleppt werden. Hierzu ist eine Kupplung zwischen Verbrennungs- und Elektromotor erforderlich.

3. Kombinationen aus Seriell und Parallel
Baut man einen zweiten Elektromotor ein, kann man beide Varianten realisieren.
Beispiel: Toyota Prius (leistungsverzweigter Hybrid)
Beim leistungsverzweigten Hybrid wird die vom Verbrennungsmotor erzeugte Leistung auf die Antriebsräder und den Generator "verzweigt". Die Leistungsverteilung wird über die Leistungsaufnahme des Generators geregelt.
Vorteil: Höherer Wirkungsgrad als beim seriellen Hybrid.

Quelle: "Erfinderaktivitäten 2006/2007", DPMA

Hybrid ermöglicht sechs Nutzeneffekte

Diese lauten:

1. Start-Stop-Funktionen

Gezieltes Abschalten und schnelles Wiederstarten, z.B. im Stop-and-Go Verkehr

2. Lastpunktanhebung

Man betreibt den Verbrennungsmotor in der Nähe des optimalen Wirkungsgrades. Alle nicht zum Fahren benötigte Leistung wird zum Laden der Batterie genutzt.

3. Downsizing

Plant man Drehmoment und Leistung des Elektromotors für den Vortrieb ein, kann man den Verbrennungsmotor entsprechend kleiner dimensionieren. Damit senken sich dessen Lastpunkt und das Gewicht.

4. Emissionsfreier Elektrobetrieb

Bei rein elektrischem Betrieb emittiert das Auto im Moment der Leistungserbringung keine Schadstoffe und nur geringe Geräusche.

5. Drehmomentsteigerung („Boostbetrieb“)

Schaltet man das Drehmoment des Elektromotors mit auf die Welle, steht dem Antrieb ein gesteigertes Drehmoment zur Verfügung.

6. Komfortfunktion

Steuert man den Elektromotor gezielt an, kann er z.B. Drehmomentpausen, die zwischen Aus- und Einkuppeln entstehen, füllen und das typische Ruckeln vermeiden.

Autostrom

Am Leipziger Platz steht jetzt auch eine Vattenfall Ladestation für Elektroautos. Zeit, mal die Angeboter der EVUs und Automobilhersteller zu vergleichen:

e-Mini / Vattenfall:
100% regenerativ ("ok-power" Gütesiegel)
Stromtarif (Tarifblatt):
Einheitlicher Verbrauchspreis an der Ladestation: 23 Cent/kWh (kein Grundpreis)
Zweitarifzäher zu Hause: HT: 23 Cent/kWh NT: 17 Ct/kWh (kein Grundpreis)
Ladekonzept zu Hause: Kunde stellt auf Website die Uhrzeit ein, zu der das Auto vollgeladen sein soll. Vattenfall steuert den Ladestrom und nutzt Schwankungen der Nachfrage und Windstromerzeugung für das Management der Batterie (Laden und Entladen)
Kontakt: Tel.: 01801-267 267


smart fortwo electric drive / RWE:
100% regenerativ ("Naturstrom")
Stromtarif (Tarifblatt):
Monatlicher Grundpreis: 69€ (weil der Ladestrom nicht gemanagt wird, und RWE teurer zu stehen kommt)
Verbrauchspreis: 18,49 Cent/kWh
Kontakt: autostrom@rwe.de


VW Golf Twindrive (Dieselhybrid) / Eon
Ist noch kein Kundenprojekt sondern ein Flottenversuch von Eon und Volkswagen.
Infos: Eon; Volkswagen

Wie die Zeitungsbranche ihre Kindle-Chance versemmelt...

... kann man sehr ausführlich bei Thomas Hillenbrand nachlesen: Netzfundstelle

Fest der Freiheit am Potsdamer Platz

Heute Mittag: Engel über Berlin

20 jähriges Jubiläum des Mauerfalls - "Fest der Freiheit"

Am 9. November begehen wir (neben der Novemberrevolution 1918 und der Reichsprogromnacht) bereits den 20. Jahrestag des Mauerfalls.

Bisher war im rot-rot regierten Berlin noch nicht so viel vom Jubiläum zu sehen, was ich auf den Einfluss der Linkspartei zurückführe.

Aber am 9.11. ist einiges los in Berlin Mitte. Der Höhepunkt ist der Fall der aus 1.000 Dominosteinen wieder errichteten Mauer zwischen Reichstag und Potsdamer Platz.

Programm:
19.00h - Konzert der Staatskapelle auf dem Pariser Platz
19.25h - Auftritt der Ehrengäste aus der EG am Brandenburger Tor
19.30h - Grußworte Wowereit, Merkel
20.00h - Anstoß der ersten Dominosteine am Reichstag durch Lech Walesa und Gespräch mit Gorbi und Genscher. Danach: Bon Jovi (?)
20.25h - Anstoß der restlichen Dominosteine am Potsdamer Platz.
20.40h - Paul van Dyk "We are one" vor dem Brandenburger Tor

Danach: Feuerwerk

OPEL

Die Krux bei GM/OPEL ist: GM steuert OPEL falsch, kann aber nicht auf sie verzichten.

OPEL Rüsselsheim ist die technologische Denkfabrik des gesamten Konzerns. Alle anderen Marken sind nur noch Markenhüllen und Produktionshallen.

Die OPELaner erkannten alle relevanten Automobiltrends genauso früh oder spät wie ihre Wettbewerber. Allerdings wurden sie zu oft von ihren in ihrer amerikanischen Sicht verhafteten GM-Managern zurückgepfiffen. Z.B. der Trend zum sparsamen Diesel in den 90er Jahren. Rüsselsheim wollte hier voran entwickeln. Detroit sagte Nein zum Thema sparsame Motoren und hielt an verbrauchsstarken SUVs und Picksups fest. Eine fatale Fehleinschätzung des globalen Markte, der angesichts steigender Ölpreise und Energiesteuern zunehmend nach sparsamen Autos verlangte. Verursacht und gefördert wurde diese Fehleinschätzung auch von der ölfreundlichen und gegen CO-Minderungen ausgerichtete Politik des aus dem Ölgeschäft stammenden amerikanischen Präsidenten George W. Bush.

Ein anderer Fehler der GM-Riege war, starke Marken wahllos einzukaufen und diese anschließend auszuhöhlen. Z.B. Saab. Bekannt für Design, Motorkultur, Qualität. Hat GM alles über Bord geworfen zugunsten eines einheitlichen GM-Designs und Plattform.

Das GM Management hat den OPEL-Mitarbeitern bereits vor der Finanzkrise jahrelang Gehaltseinbußen abverlangt. (Siehe hierzu den beeindruckenden Vor-Ort-Bericht aus Bochum der "Ruhrbaronin" Annika Joeres,) Erreicht haben sie das, in dem sie die einzelnen Werke gegeneinander ausspielten. Bis die strategischen Fehler des Managements nicht mehr durch Kostendrücken bei den Arbeitern zu kompensieren war.

Und die gleichen Manager sind es, die OPEL jetzt an die Kandarre nehmen und von den Mitarbeitern Opfer verlangen. Ich kann verstehen und bin von der Rhetorik beeindruckt, dass der OPEL-Betriebsrat für den Fall von Werkschließungen dem GM-Management einen "Krieg ohne Gewinner" angekündigt hat.

Video von U2 am Brandenburger Tor

Hier die ersten beiden Songs: One und Magnificent. Beeindruckende Lichtschau.



Quelle: U2.com

Wallstreet

Ein schönes Bild am Potsdamer Platz: Ein echter OPEL steht vor einer Reihe Dominosteinen aus Mauerresten. Auserkoren, einer nach dem anderen umzufallen. Die Berliner Wallstreet sozusagen.

Der Fall Jörg Asmussen

Im FAZ Forum hat mich ein Mitglied des deutschen diplomatischen Dienstes bei der UN freundlich davor gewarnt, in der Sache Jörg Asmussen allzu tief zu graben - oder gar öffentlich darüber zu berichten.

Nichts könnte mich mehr reizen.

Bevor es weitergeht mit Erkenntnissen aus der Wilhelmstrasse 97 hier erst mal zur Erinnerung ein Beitrag von Report.



Ende Oktober hat sich der neue Bundesfinanzminister gerade dafür entschieden, den anscheinend unverzichtbaren Lobbyisten weiter zu behalten. Damit bleibt immerhin ein SPD-Mitglied weiterhin Mitglied der Bundesregierung...

Noch mehr grippale Effekte...

Danke an Tom für die Aufklärung in Sachen Grippe. Anscheinend kursieren im Web ganz gezielt Angst machende Kampagnen. Die Zahl von 10.000 Todesopfern durch die "normale" Grippe ist zu hoch gegriffen. Andere Quellen sprechen von einer Größenordnung von 10-20.

Was ich Tom's Informationen auch entnehme: Die jährlichen Grippeimpfungen sind immer ein Rennen von Hase gegen Igel. Grippenviren mutieren zu jeder Saison. Und bis die Industrie wirksame Impfmittel auf dem Markt hat, ist das meiste der Grippewelle schon gelaufen. Außerdem kursieren immer mehrere Grippevirusarten. Man müsste sich also gegen mehrere Arten impfen, um voll geimpft zu sein.

Außerdem ist die Impfung nur Hilfe zur Selbsthilfe. Sie provoziert durch Angriffe im Körper die Produktion von Antikörpern. Eine Grippeimpfung ist also nicht zu empfehlen für Leute mit geschwächtem Immunsystem, z.B. Alte und Kranke.

Wäge also jeder sein Risiko selber ab. Und folge vor allem nicht blind den laufenden Kampagnen.