Bachelorarbeit_Hybridumbau_Range-Extender

[Elektrofreak]

Hallo Freunde des Elektrorollers,

mein Kommilitone und ich starten demnächst unsere Bachelorarbeit. Wir haben einen Elektroroller den wir auf Hybrid umbauen wollen. Der Elektroroller ist ein „China-Roller“ mit der Bezeichnung Jinlun 50QT-4. Um die Reichweite des Rollers zu erhöhen wird ein Range-Extender eingebaut, der auf einem zweitakt/viertakt Verbrennungsmotor in Verbindung mit einem Generator basiert. Dieser Range-Extender soll somit die bereits vorhandene Batterie(en) oder sogar zusätzliche mit Energie versorgen.

Da in einem Roller wenig Platz zur Verfügung steht, kam uns die Idee den Range-Extender, also den Verbrennungsmotor mit Generator und Tank, in einen „Fake-Auspuff“ zu integrieren. Ein solches Set liese sich eventuell auch an andere übliche Elektroroller anbauen. Die Alternative wäre, das ganze System direkt in den Roller zu bauen. Somit würde aber Platz wie beispielsweise das Helmfach verloren gehen.
Wir haben uns verschiedene Versionen überlegt, wie man so etwas in/an einem Roller anordnen könnte. Es wäre sehr interessant und nützlich wenn ihr eure Meinungen und Anforderungen an ein solches System abgeben könntet.

Ab wann macht ein solches System Sinn, gemessen an der Reichweite mit und ohne einem Range-Extender. (z.B. Reichweite ohne: 60km ; Reichweite mit: 100km?) Selbstverständlich ist dies Abhängig vom Tankinhalt. Was habt Ihr für Anforderungen an die Lautstärke. Soll das System ab einem bestimmten Ladezustand vollautomatisch einschalten. Soll vor Abfahrt die Fahrtdistanz abgefragt werden, um den zu erwartenden Treibstoffverbrauch genau kalkulieren zu können. Ist eine Rekuperation erwünscht etc.

Wir haben Bilder der verschiedenen Versionen angehängt. Falls etwas unklar ist dürft Ihr selbstverständlich Fragen stellen.

Wir freuen uns auf zahlreichen Ideen und Meinungen.

Grüße Florian und Magnus

[tom]

Was soll das mit dem Fake-Auspuff? Bedeutet nur einseitiges Gewicht und Ärger beim HR-Reifenwechsel.
Dagegen ist ein hoher Schwerpunkt gar nicht so schlimm, jede Enduro ist so gebaut.
Oder Ihr verzichtet auf den Durchstieg. Motor zwischen den Füßen ist im Winter auch eine gute Heizung.

Manuell auswählbare Modi würden mir reichen. Natürlich mit Akku-Schutz gegen Tiefentladung.
Kein Computer weiß nämlich, was ich vorhabe und wie ich ggf. umdisponiere.

Den schon längst erhältlichen Piaggo Hybrid habt Ihr doch bestimmt schon ausgiebig im Fahrversuch und auf dem Prüfstand getestet!? Das ist bekanntlich ein echter (paralleler) Hybrid. Und bietet damit den Vorteil hoher und schnell auftankbarer Reichweite. Das ist mit einem seriellen Hybrid bei dem Elektro der Flaschenhals ist, ein Problem.

Wenn Ihr was Gutes tun wollt, nehmt einen Vielstoffmotor, der von Diesel über Altöl aus der Pommesbude bis hin zu E85 und normalem Tankstellen-Super alles frisst. Da fehlt's noch bei der Konkurrenz.
Mit einer Brennstoffzelle wärt Ihr auch nur zweiter Sieger. Suzuki hat schon die EU-Musterzulassung für einen Brennstoffzellen-Roller der Burgman-Klasse.

[rollmops]

Die Batterien in einen Aufpuff zu bauen ist unmöglich, der müsste sonst Übergröße haben und der Roller kippt um. Wisst Ihr wieviel die Akkus wiegen? Wollt Ihr auch zum TüV damit?

Einen leistungsfähigen Verbrennungsmotor, Generator und Tank zusätzlich unterzubringen halte ich für sehr schwierig. Einen Auspuff für den Verbrennungsmotor braucht Ihr ja auch noch.
Das ginge alles höchstens mit einem Anhänger, das Helmfach ist für soche Komponenten ebenfalls zu klein. Die E-Roller sind vom Platz her soweit ausgeschöpft. In ein Topcase darf auch nur 10KG.

Chinesische Hybridroller gibt es auch schon. Dann aber mit normalem Antriebsmotor.
Vielleicht besorgt Ihr Euch zum Basten mal dieses günstige Teil:
http://www.paulundpaula.de/shop/article ... 3DCF038%26

[dirk74]

Eine ähnliche Diskussion hatten wir schon mal:
viewtopic.php?f=7&t=538
Das Thema trifft den Nerv der Elektromobilität, aber die vorgestellten Varianten sind alle Individuallösungen. Eine universelle Variante für möglichst viele Modelle ist erforderlich. Wie meine Vorredner schon bemerkt haben, in einem Roller ist nicht viel Platz. Eventuell könnt Ihr den Generator anstelle eines Topcase unterbringen. Ansonsten würde ich tatsächlich darüber nachdenken, das System in einem kleinen Anhänger unterzubringen und das Zusatzgewicht nicht permanent mitschleppen zu müssen. Wenn man eine größere Fahrt vor sich hat, dann kann man den Anhänger mitnehmen. Ich würde ihn dann spannungsabhängig (z. B. < 12 V Akkuspannung) einschalten und bis Ladeschlussspannung laufen lassen.
Eigentlich müsst Ihr dazu nicht viel basteln - ein kompakter und leichter Stromgenerator (Beispiel):
http://www.amazon.de/dp/B003CL98PC/?smi ... B003CL98PC
Passt als Topcase-Ersatz oder in den Anhänger und ist nicht allzu schwer. Motor, Tank und Generator in einem System. Und das Beste: es sieht aus wie ein kleines Atomkraftwerk!

[tom]

In ein Topcase gehört kein Akku und kein Motor. Ungünstige Schwerpunktlage, selbst beim Motorrad problematisch (Entlastung des Vorderrades-Pendelneigung).
Bei kleinen Rollern darf der Gepäckträger eh nur mit 3kg belastet werden. Davon wiegt das Topcase schon 2-5kg (ja, ein leeres Givi Maxia ist schon viel zu schwer)! Vibrationen eines Motors würden die Befestigung noch mehr belasten.

[dirk74]

Dann bleibt nur der Fußraum oder ein Anhänger. Wobei ich Zweiteres favorisieren würde. Das lässt sich nämlich universell einsetzen.

[Horst]

Ein Hybrid käme für mich nicht in Frage.
Die Ökobilanz spricht dagegen.
Die Forschung muss in eine andere Richtung gehen:
- Verbesseruung der Akkutechnik (die letzten 20 Jahre geschah auf diesem Gebiet so gut wie nichts!)
- Brennstoffzelle mit Wasserstoff, der mit überschüssiger Wind- oder Solarenergie erzeugt wurde.
- Effizienzsteigerung von Solarzellen
Lieber würde ich noch schauen, wie Solarzellen neuester Generation (flexible Dünnschicht- oder CIS-Module) angebaut oder gar integriert werden könnten, um z.B. in Pausen den Akku wieder zu laden.

[tom]

Oh, es gäbe eine ökologisch vertretbare Hybrid-Möglichkeit: Pedalantrieb. Wie beim Pedelec (oder Twike).

[MEroller]

- Verbesseruung der Akkutechnik (die letzten 20 Jahre geschah auf diesem Gebiet so gut wie nichts!)

Das ist jetzt aber eine gewaltige Übertreibung! Wenn das wahr wäre würde ich jetzt nicht mit einem LiFePO4-Akku durch die Gegend rollern. Natürlich ist Verbesserung der Akkutechnik das wichtigste im Bereich der Elektromobilität, aber fast nichts in den letzten 20 Jahren sähe doch noch anders aus...

Ich würde einen kleinen leichten Range Extender nicht rundweg ablehnen. Er sollte aus meiner Sicht sowohl zu jeder Zeit manuell aktiviert werden können als auch automatisch bei Unterschreitung eines bestimmten Ladezustands der Fahrbatterie. Priorität sollte dabei die direkte Versorgung des Fahrmotors haben und nur überschüssige Energie in die Fahrbatterie einspeisen, aus Wirkungsgrad-Gründen. Noch besser wäre ein direkter mechanischer Durchtrieb an Hinter- oder Vorderrad wie der "fast-geheime" Spezialmodus in Chevrolet Volt/Opel Ampera.
Geschickter Anbauort wäre schon links und rechts zwischen Sitzbank und Hinterrad, ähnlich wie Sidecases vielleicht. Aus meiner Sicht besser geeignet zur Unterbringung von solchen Komponenten als was auspuffähnliches. Wenn die Sidecases auch noch realitv einfach montierbar und demontierbar wären, das wäre dann optimal, denn man würde nicht die ganze Zeit die Technik mit sich rumschippern, sondern könnte sie sich anschnallen, wenn man mal eine längere Ausfahrt vorhat.

[dirk74]

Vielleicht noch eine Anregung, über die man mal diskutieren kann.
Einen Range-Extender kann man auch mit einem potenten 12V-Akku (ab 100 Ah) bauen, der mit einem Wechselrichter das Ladegerät während der Fahrt betreibt. Der Wechselrichter sollte nach Möglichkeit ein sinusförmiges Ausgangssignal liefern und einen guten Wirkungsgrad besitzen. Das sollte deutlich kompakter und vor allem leiser als ein Benzingenerator sein. Den kann man dann auch leichter im Fußraum verbauen.