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  18.August 2022 04:11:14

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 Thema: Elektrischer Antriebsstrang  (Gelesen 1882 mal)
schorsch

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Elektrischer Antriebsstrang
« am: 17.Januar 2022 12:23:22 »
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Hallo zusammen,

ich bin ja immer noch am Überlegen wie eine Elektrifizierung erfolgen kann. Falls noch jemand mit dem Gedanken spielt, anbei mal meine Überlegung zum Thema Antrieb.

Ich habe jetzt eine mögliche Variante entwickelt, die meinen Vorstellungen schon recht nahe kommt (ohne Energiespeicher) und ohne Kosten und andere Kleinigkeiten in Betracht zu ziehen, folgende Vorgehensweise / Idee.

Ersetzt werden Verteilergetriebe, Schaltgetriebe und Motor.

Als Ersatz für das Verteilergetriebe soll ein Allrad-Verteilergetriebe von
http://www.power-trax.de/produkte/gearbox/gearbox.htm zum Einsatz kommen, mit permanenten Allrad und sperrbarem Differential. Die Untersetzung ist eigentlich optional, ich habe mal eine angenommen, da ich die genauen Übersetzungen des Getriebes noch nicht kenne. Der gewünschte Zusatznutzen ist das sperrbare Differential und der damit verbundene permanente Allrad.

Als Getriebe ein zwei Gang Getriebe von https://www.drexler-automotive.com/produkte/modulares-mehrgang-getriebe. Das Getriebe kann bei einem bestimmten Betriebspunkt einen Gangwechsel durchführen, ohne dabei auf 0 Drehmoment abzufallen. Der gewünschte Schaltpunkt kann extern vorgegeben werden. Es kann daher fix im ersten oder zweiten Gang gehalten werden oder automatisch Schalten, je nachdem wie es gerade gewünscht wird. Schaltzeiten sind etwa 300ms.


Damit ergeben sich folgende Betriebspunkte
Motor: Drehzahl 0-6000 U/min, Drehmoment bis 4000 U/min konstant
Übersetzung Getriebe 6:1 (automatisch o manuell) Bezeichnung G1,G2
Übersetzung VTG 1,5:1 LOW, HIGH

LOW: G1 0-19 km/h G2 0-113 km/h, Schaltpunkt bei 4000 u/min = 13km/h
HIGH: G1 0-28, G2 0-169 km/h, Schaltpunkt bei 4000 u/min = 19km/h

Das ist natürlich eine ziemliche Luxus-Lösung, aber mit anderen Varianten bin ich bisher nicht so recht zufrieden geworden. Preise dazu habe ich keine, weiß nicht ob ich die schon kennen möchte  sad

Außerdem ist da natürlich noch das Problem der Energieversorgung und der Finanzierung .....


lg
Schorsch


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FranzIbk

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Re:Elektrischer Antriebsstrang
« am: 17.Januar 2022 15:41:34 »
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Hallo Schorsch
Schaue mal bei Kreisel vorbei, die bauen alles auf Elektro um…
Hier im Forum hat Uli-RT mal über einen E-Motor am Nebenantrieb, für
Innen-Stadt geschrieben….
Lotto spielen, alles ist möglich….
Bleibe beim Alten, bist du gut behalten…
Den Volvo erhalten, nehmen wie er ist und bei Bedarf ein modernes Spielzeug zulegen.

Lg Franz
« Letzte Änderung: 17.Januar 2022 16:17:14 von FranzIbk » Moderator benachrichtigen   Gespeichert
WJM

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Re:Elektrischer Antriebsstrang
« am: 17.Januar 2022 18:50:16 »
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Zitat von: schorsch am 17.Januar 2022 12:23:22
Hallo zusammen,

ich bin ja immer noch am Überlegen wie eine Elektrifizierung erfolgen kann. Falls noch jemand mit dem Gedanken spielt, anbei mal meine Überlegung zum Thema Antrieb.

Ich habe jetzt eine mögliche Variante entwickelt, die meinen Vorstellungen schon recht nahe kommt (ohne Energiespeicher) und ohne Kosten und andere Kleinigkeiten in Betracht zu ziehen, folgende Vorgehensweise / Idee.


Mit 'ohne Energiespeicher' meinst du wohl keine Energie-Rueckgewinnung, sprich keine Motorbremse?
Weil das waere fuer mich eigentlich der einzige Grund um ueberhaupt auf Elektrik/Hybrid um zu steigen....bzw den einzigen Grund um nicht auf Diesel um zu bauen.
Sogar ansonsten nervig energie-vernichtende Verkehrsmassnahmen (Kreisverkehr, Rampen) gewinnen so einen gewissen Reiz....:))

(weil aber wohl keine Batterie die Bremsleistung eines C306/6t einen hohen Bergpass herunter absorbieren kann, muss eventuell nachgeholfen werden mittels ein 'Energie-Verbrater', entweder ein grosses (zig kW) Heizungelement, oder ein Grossluefter/Propellor, beides am Dach....:))
(Retarder mit Wirbelstrombremse sind eigentlich auch grosse Heizungselementen, bzw brauchen deftig Kuehlung)

Zitat:
Ersetzt werden Verteilergetriebe, Schaltgetriebe und Motor.

Als Ersatz für das Verteilergetriebe soll ein Allrad-Verteilergetriebe von
http://www.power-trax.de/produkte/gearbox/gearbox.htm zum Einsatz kommen, mit permanenten Allrad und sperrbarem Differential. Die Untersetzung ist eigentlich optional, ich habe mal eine angenommen, da ich die genauen Übersetzungen des Getriebes noch nicht kenne. Der gewünschte Zusatznutzen ist das sperrbare Differential und der damit verbundene permanente Allrad.

Als Getriebe ein zwei Gang Getriebe von https://www.drexler-automotive.com/produkte/modulares-mehrgang-getriebe. Das Getriebe kann bei einem bestimmten Betriebspunkt einen Gangwechsel durchführen, ohne dabei auf 0 Drehmoment abzufallen. Der gewünschte Schaltpunkt kann extern vorgegeben werden. Es kann daher fix im ersten oder zweiten Gang gehalten werden oder automatisch Schalten, je nachdem wie es gerade gewünscht wird. Schaltzeiten sind etwa 300ms.


Damit ergeben sich folgende Betriebspunkte
Motor: Drehzahl 0-6000 U/min, Drehmoment bis 4000 U/min konstant
Übersetzung Getriebe 6:1 (automatisch o manuell) Bezeichnung G1,G2
Übersetzung VTG 1,5:1 LOW, HIGH

LOW: G1 0-19 km/h G2 0-113 km/h, Schaltpunkt bei 4000 u/min = 13km/h
HIGH: G1 0-28, G2 0-169 km/h, Schaltpunkt bei 4000 u/min = 19km/h

Das ist natürlich eine ziemliche Luxus-Lösung, aber mit anderen Varianten bin ich bisher nicht so recht zufrieden geworden. Preise dazu habe ich keine, weiß nicht ob ich die schon kennen möchte  sad

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lg
Schorsch

Es gab uebrigens in letzter Jahre mal ein Audi S6 von ABT mit *sehr* kompakt gebauter Zentral-Elektromotor (der wegen Thermik & Batteriegroesse (13,6kW) auch nur als kurzzeitiger Booster gedacht war)....muesste dann bei uns noch weit einfacher zu verbauen sein.

https://www.abt-sportsline.com/tuning/abt-specials/abt-rs6-e

Alternativ, samt Diesel-Umbau, ein Steyr-Hybrid M14 oder M16 (Startmotor, Elektromotor und Lichtmaschine integriert).

*Verkaufe Battery-Equalizer/Charge-Balancer/Wandler 24->12v/100A*


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OlliD

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Re:Elektrischer Antriebsstrang
« am: 18.Januar 2022 10:53:12 »
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Motor/Generator am PTO
kurzfristig mehr Leistung
Stadtverkehr elektrisch ?
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schorsch

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Re:Elektrischer Antriebsstrang
« am: 18.Januar 2022 11:31:56 »
Antwort mit Zitat nach oben
Am PTO ist aber eine Winde angebaut  grin

Umbau ist die nächsten Jahre eh kein Thema, wenn ich was zu dem Thema finde, dann schaue ich halt ob das brauchbar wäre...

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solarstone

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Re:Elektrischer Antriebsstrang
« am: 18.Januar 2022 13:02:19 »
Antwort mit Zitat nach oben
Darüber denken ich und einige andere auch schon ne Weile nach. Ohne mich im Detail damit befasst zu haben ist das beim Volvo eine geile Sache. Ich denke aber auch dass es noch etwas mehr Zeit braucht. Trotzdem ist ein Thread zu dem Thema super. Also Ideen sammeln!! smiley

Liebe Grüße
Raffi

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OlliD

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Re:Elektrischer Antriebsstrang
« am: 18.Januar 2022 21:44:46 »
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Zitat von: schorsch am 18.Januar 2022 11:31:56
Am PTO ist aber eine Winde angebaut  grin

Umbau ist die nächsten Jahre eh kein Thema, wenn ich was zu dem Thema finde, dann schaue ich halt ob das brauchbar wäre...


Am Schwimm-tgb waren sowohl winde als auch propeller am pto
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WJM

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Re:Elektrischer Antriebsstrang
« am: 18.Januar 2022 21:54:20 »
Antwort mit Zitat nach oben
Zitat von: OlliD am 18.Januar 2022 21:44:46
Zitat von: schorsch am 18.Januar 2022 11:31:56
Am PTO ist aber eine Winde angebaut  grin

Umbau ist die nächsten Jahre eh kein Thema, wenn ich was zu dem Thema finde, dann schaue ich halt ob das brauchbar wäre...


Am Schwimm-tgb waren sowohl winde als auch propeller am pto


PTO & Winde haben ja auch beide deren eigenen Zuschaltung.
(also erst PTO, dann Winde; wenn man die Schiffsschraube{*} starr am PTO haengt, ginge das an sich immer noch, aber ob im (schweren/suempfigen) Gelaende eine immer mitdrehende Schiffschraube foolproof waere?)
(Alternativ: auch Schiffschraube zuschaltbar machen....;))
(Alternativ#2: Schiffschraube antreiben ab hinteren Achs#3-Antrieb-PTO (nur bei 6x6), aber dann auch eben dort zuschaltbar)

{*} wenn auch nur zur Unterschied meinen Brems-Energie-Verbratungs-Luefterrad....;))
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solarstone

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Re:Elektrischer Antriebsstrang
« am: 27.Januar 2022 13:20:29 »
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Hier noch ein Link zu einer Webseite zu dem Thema:

https://www.projectecarus.com/

LG Raffi
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Re:Elektrischer Antriebsstrang
« am: 27.Januar 2022 15:17:44 »
Antwort mit Zitat nach oben
Zitat von: solarstone am 27.Januar 2022 13:20:29
Hier noch ein Link zu einer Webseite zu dem Thema:

https://www.projectecarus.com/

LG Raffi

Viel Platz & guter Schwerpunkt fuer die Batterien....:))

Pinzgauer hat, wie MB-G, dazu noch den Vorteil eines separaten Zwischgetriebes, also zwischen Motor+Hauptgetriebe & Zwischengetriebe liesse sich eventuell noch etwas elektrisches dazu bauen....beim Pinzgauer kann man dazu sogar den Radstand nochmals relativ leicht verlaengern, per Rohr-Distanzstueck vom 4x4(?).

Bei uns hat der C306/TGB20 ein gleichartiges Vorteil, 42cm mehr Spielraum fuer Zusatzkomponenten....
(nur eben keine separate Getriebe)
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Mo

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Re:Elektrischer Antriebsstrang
« am: 27.Januar 2022 21:30:10 »
Antwort mit Zitat nach oben
I've been daydreaming about this since the pandemic started smiley I'm expecting some relevant developments this year, so I plan to seriously look into it.

I think your idea has potential. I seriously doubt you will need low range since electric motors provide torque from 0 rpm but the 2-speed gearbox could help if you're using a high torque low speed motor. By the way, is this for a 4x4 or a 6x6?

I've identified three possible solutions for a 4x4, like you without considering cost:
  • Retain the existing drivetrain, just replace the petrol engine with an electric motor connected to the clutch. Simple, surely lowest cost, but least efficient, and with limited regenerative braking. Key question: What range is achievable?
  • Replace the entire drivetrain with a Tesla motor mounted sideways, driving the front and rear propshafts. More elegant than solution 1 above, much better efficiency, full regenerative braking. AWD rather than 4WD though. Model 3 motor (available soon) looks ideal as it will have a lower gear ratio than model S. Key question: AWD will be better on road but can also be worse offroad. Is it really a limitation if you have locakable front and rear differentials?
  • Replace the entire drivetrain with a torque vectoring gearbox (example: https://www.xtrac.com/product/p1227-integrated-lightweight-electric-vehicle-ilev-transmission) with two motors. Permanent 4WD, similar efficiency to solution 2 above, full regenerative braking, can use smaller motors. Probably the most expensive - needs two motors capable of at least 9k rpm, two controllers, and of course the new gearbox.

Which one of these solutions I would actually choose will depend on the answers to the key questions and of course the cost. Definitely a vanity project no matter which solution though cheesy

Here's an excellent example of solution 2, but on a much more modern vehicle: https://www.youtube.com/watch?v=r58pumX8AGs

Maurice








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schorsch

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Re:Elektrischer Antriebsstrang
« am: 28.Januar 2022 09:27:18 »
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Hello Maurice,

The reason for replacing the transfer case is mainly to get a newer one because of the higher torque produced by the motor gear combination.

The current petrol engine gear combination delivers about 1000Nm to the transfer case. If replaced width a 2-speed gearbox and an electric motor width nearly the same torque they will produce significant more.

The electric motor i looked at delivers 160Nm continues and 320Nm max torque. In combination width a sligther higher gear ratio because of higher rpm and for compensating the transfer case this will generate about 1800Nm max toque.

If the existing transfer case can handle this then it could stay.  For me the only remaining advantage in replacing the tranfer case would be the AWD as most of the time I'm on the road....


The  torque vectoring gearbox you mentioned is very cool, I will look into it.

Let us know if any daydreams become real :-)

Schorsch
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Mo

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Re:Elektrischer Antriebsstrang
« am: 28.Januar 2022 14:24:34 »
Antwort mit Zitat nach oben
Do you need more torque?

You can limit the maximum torque generated by the motor by limiting the maximum current it can draw. This is a function of the controller. So if 1000Nm is sufficient, you could retain the Volvo transfer case. You would ideally want a motor that delivered peak efficiency between 3,000 and 4,000 rpm though.

I also like the idea of permanent AWD or 4WD on road. It gives better traction and regenerative braking can extend your range. We're dragging that heavy front diff and propshaft with us, may as well use it smiley However with a selectable 4WD system I would still activate regenerative braking whenever you go into 4WD. Then it will act like engine braking with the ICE. Use the activation switch in the centre console and the pressure switch under the dash as an input to the controller.

There's another torque vectoring gearbox here: https://www.hewland.com/wpcproduct/gevt-200. Again, I have no idea how much it costs, or even if it's available for individual purchase.

I'm in England, a short distance north of Newcastle upon Tyne (or 100km south of Scotland smiley)

Maurice
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Re:Elektrischer Antriebsstrang
« am: 01.August 2022 18:35:05 »
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A quick update on this topic, but not good news I'm afraid.

First I contacted https://www.electricclassiccars.co.uk/ about fitting their Defender kit to a C303. There's a video introduction to this kit here: https://www.youtube.com/watch?v=HoqoL1EyAHk, it would convert a C303 from part-time 4WD to full-time AWD.

They advised budgeting £95,000 (~€135,000) as a start point for a conversion with a 100kWh battery pack cry They also have a two year waiting period rolleyes

That's significantly more expensive than my worst case estimate, which was already impractical.

For comparison purposes I also reached out to https://www.electrogenic.co.uk/. They have a solution for the Defender that retains either the complete drivetrain or just the transfer gearbox. For our use case we would have to retain the entire drivetrain.

This costs £75,000 (~€90,000 with a 62kWh battery pack and £87,000 (~€104,500) with a 90kWh one. I'm not sure what range a 62kWh battery pack would provide, Electrogenic suggest 110-140 miles (175-225 km) but a C303 is 650kg heavier than a Defender 90 by default. CCS would at least allow for rapid charging though.

Here is their data sheet for reference: https://drive.google.com/file/d/18-8mDWW_yqicvEOt4anTg9wDcYng5d0Y/view?usp=sharing

Maurice
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Re:Elektrischer Antriebsstrang
« am: 02.August 2022 19:31:15 »
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As a PTI (PowerTakeIn), you could mount an electromotor to the T-case, without much further modifications.
Downside with Volvo C3-Series is that the PTI/PTO is rated for only about 14HP (or was that kW?....read it once, somewhere, but found it never again).
But for slow city rolling, it could still be fun, and pretty cheap at that....

Best PTI-concept in general is what some guys in Iceland did: crank-driven hydraulic pump (belt-driven is not strong enough, about 5hp pro single belt), hydraulic motor as PTI....allowing infinitesimal slow speeds, at full power, to turn big balloon tires on very fragile layers of snow.
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Re:Elektrischer Antriebsstrang
« am: 06.August 2022 22:55:06 »
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Here some additional inspiration for retrofit power systems, hydraulics-only....seems for both Land Rover and Land Cruiser some options became available in the last couple of years:

https://buschtaxi.org/extrem-hydrostatisches-getriebe-fuer-vdj7-und-grj7/


https://buschtaxi.org/2016/wp-content/uploads/2019/08/2019-08-VDS-Extrem-Hydrostat-J7.pdf


https://www.vds-getriebe.at/vdshtml/
https://www.vds-getriebe.at/vdshtml/en/

https://www.vds-getriebe.at/vdshtml/offroaderumbau/
https://www.vds-getriebe.at/vdshtml/en/what-we-can-do-off-roader-conversion/


https://www.auto-motor-und-sport.de/news/land-rover-defender-vds-automatik-der-stufenlose-landy/#



Perhaps some of our Austrian members can add more info/update on pricing, availability & compatibility.
(shame the Volvo C3-Series doesn't have the same 'split' concept between gearbox & T-case as Pinzgauer & Mercedes-G (very short driveshaft between gearbox & T-case), allowing any engine-gearbox combination, cq no compatibility issues, other than hooking up that driveshaft)

Also note one of the comments, that the same 'dual-drive' planetary gear concept is used in some Toyota hybrid car....

Only other 'mild' electro-concept is what Steyer (also Austria; Magna/Canada) did for maritime monoblock diesel engines M14 & M16: combining starter with alternator, few kW's power, between engine & gearbox.

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Re:Elektrischer Antriebsstrang
« am: 08.August 2022 13:02:24 »
Antwort mit Zitat nach oben
This overview of all possible PTO-concepts, -applications & -configurations (plus some vehicle-specific data points!) is also near-obligatory study material:

http://www.power-trax.de/produkte/ptos/ptos.htm

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« Letzte Änderung: 08.August 2022 13:03:20 von WJM » Moderator benachrichtigen   Gespeichert
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