Hybridmodul

Ab diesem Jahr wird unser Max mit einem zusätzlichen Hybridmodul unterwegs sein.

Elektrofrosch bietet dazu für seine Fahrzeuge einen chinesischen GX170 Nachbau mit direkt angebauten Magnetgenerator an. Solche Teile findet man auch auf anderen Marktplätzen.

Der Generator von Elektrofrosch ist schön kompakt. Ich habe noch einen ähnlichen direkt aus China zu stehen. Dort muss aber erst eine Aufhängung für die Schalldämpfer gebaut werden. Technisch sind beide fast gleich. 

Der Schwarze ist von EF, der Gelbe direkt aus China

Die Generatoren starten manuell-elektrisch oder automatisch bei Unterspannung. Dazu wird der Generator kurzzeitig vom Controller als Magnetmotor angesteuert und startet den Motor. 

Die Stromaufnahme beim Anlassen liegt bei etwa 10A.

Die Ladestrombegrenzung des Generators von Elektrofrosch ist über 2 Steckverbinder einstellbar.

10A: schwarz und weiß verbunden + schwarz und rot offen

20A: schwarz und weiß offen + schwarz und rot verbunden

30A: schwarz und weiß verbunden und schwarz und rot verbunden

Wenn beide Verbindungen offen sind soll der maximale Generatorstrom abgegeben werden können (keine Angabe wie hoch der sein soll)

Mein Chinagenerator hat diese Option nicht, andere Controller regeln über die Steckverbinder die Ausgangsspannung.

Nur mit Generator fahren ist mit dem Max nicht möglich, da der Anfahrstrom des Motorcontrollers den Ladestrom des Generators um ein Vielfaches übersteigt. Der Generator dient also nur zum puffern und nachladen der Akkus. Unbegrenzte Reichweite ist damit also nicht möglich da die Entnahme durch den Motor die Zufuhr aus dem Generator übersteigt. Man kommt aber ein wenig weiter. In den letzten ordentlich kalten Dezembertagen (bis -12°C bei uns) War die Reichweite der tiefgekühlten Akkus nur noch etwa 40km. Bei 38km Fahrt fast jeden Tag ist das schon sehr grenzwertig. Dabei wurde nicht einmal die Heizung eingeschaltet. 

Der Generator hängt an zwei Stahlstreben am Rahmen direkt hinter dem Differential. Ich habe bei mir die Seiten extra verkleidet, damit die Hinterräder den Generator nicht so extrem einschweinern können. Gleichzeitig wird ein Schwingen der Träger verhindert. Von innen sind die Bleche noch einmal extra Schallgedämmt. Damit dürfte der "Rasenmäher" nicht groß im Betrieb stören  Der Generatorrahmen wurden zusätzlich mit Winkeln von unten verstärkt.

Vor dem ersten Einsatz muss noch ca 0,5l Motorenöl eingefüllt werden. Ich verwende hier als Erstfüllung ein 5W-30 Öl. Später wird es ein 10W-30 werden, da dieses dann besser für höhere Temperaturen geeignet ist.

Der Anschluss an die Batterie erfolgt mit 2 Kabeln an den Schraubterminals. Eine 70A Sicherung ist am Generator für den Fehlerfall eingebaut. Die Leitungen sollten mindestens 10mm2 Querschnitt haben. Der zweite Anschluss ist die Steuerleitung über einen 6-poligen Controllerstecker.

Im Gegensatz zu dem Chinagenerator gibt es hier in der Steuerleitung noch eine extra Masseader (schwarz). Der Generator läuft nicht, wenn diese nicht angeschlossen ist. Die Steuerleitung für das Gassignal (grün) kann weggelassen werden. Der Generator regelt sich dann rein über die Spannung. Die rote Leitung kommt an die Batterie (+72V).

Über einen Schalter an der Steuerleitung kann die Betriebsart (Dauerlauf, Aus oder Automatik) ausgewählt werden. 

Selbst im Aus-Zustand nuckelt die Generatorelektronik ein wenig an der Batterie. Außerdem leuchten hinten eine rote und eine grüne LED. Diese habe ich abgeklebt, da sie direkt nach hinten abstrahlen, aber nichts mit der Fahrzeugbeleuchtung zu tun haben.

Einen zweiten Schalter und eine zusätzliche Sicherung habe ich vor die rote 72V Steuerleitung eingebaut. Damit wird das Reglermodul am Generator zu- und abgeschaltet.

Auf der Webpräsens von Elektrofrosch (hier und hier) wird die rechtliche Seite als mobiler Zusatz ohne der Notwendigkeit einer Änderung des CoC definiert. Dazu müssen die Verbindungen über Steckverbindungen hergestellt werden. Ich verwende dazu 50A Anderson Steckverbinder für die Batterieleitungen. Die Steuerleitung hat von Haus aus schon einen Steckverbinder.

Da sich die Webseite von Elektrofrosch auch immer mal wieder ändert, habe ich jeweils einen Screenshot der gerade aktuellen Version gemacht.

Screenshot der Webseite https://www.elektrofrosch-berlin.de/elektrofrosch-ladestrom-generator/ vom 30.12.2022

Screenshot der Webseite https://www.elektrofrosch-berlin.de/wie-der-ladestrom-generator-fuer-zusaetzliche-power-sorgt vom 30.12.2022

Wenn das Modul in Betrieb gegangen ist und erste Erfahrungen und Messwerte vorliegen, werde ich das hier noch ergänzen.

05.01.2023 Nachtrag: 

Die ersten kurzen Tests sind durch. Die Batterien werden, wie schon beschrieben, nicht geladen, nur der entnommene Strom wird verringert und damit ein wenig Reichweite gewonnen. Der Antriebsmotor des Max benötigt also mehr Energie, als das Aggregat liefern kann. Nach meinen ersten Messungen kann der Generator kurzzeitig etwa 3,5kW liefern (regelt schnell runter). Der Fahrzeugantrieb liegt bei Höchstgeschwindigkeit (etwa 40km/h) Leistungsmäßig bei etwa 4,5kW. Die Generatorspannung liegt bei 75-76V. Man kann also damit die Batterien nicht voll laden. Dafür braucht es Spannungen bis 89V. Den Unterboden muss ich noch einmal abdichten. Es stinkt ordentlich im Max, wenn der Generator während der Fahrt läuft (gut, der Motor ist noch neu, da müffelt es noch etwas mehr).

11.02.2023 weiterer Nachtrag:

Das Modul ist nun schon eine Weile mit dem Max unterwegs. Auch an den letzten recht kalten Tagen sprang der Generator immer sofort zuverlässig an. Den Strom habe ich auf 30A gedrosselt (beide Steckvervinder zusammen / etwa 2,3kW elektrische Leistung) damit läuft der Motor gemütlich im Teillastbereich ohne großen Lärm. Der Generator liefert relativ genau 78V. Sobald sie Batteriespannung darunter sinkt dreht die Maschine die Drehzahl hoch, bis die eingestellten 30A erreicht werden. Da beim Fahren die Spannung in den Akkus sinkt, läuft im Stillstand der Generator im Ladebetrieb weiter bis die 78V an den Akkus erreicht sind. 

Man merkt das z.B. an einer Ampelkreuzung. Wenn man anhalten muss läuft der Generator erst einmal im Lastbetrieb weiter und reduziert einige Sekunden später die Drehzahl in den Leerlauf  (Akkuspannung bei 78V). Beim Losfahren wird etwas verzögert auch wieder die Drehzahl angehoben, da die Akkuspannung durch die Last sinkt. 

Der Spritverbrauch hält sich durch den Teillastbetrieb in Grenzen. Ich führe zwar keine Statistik über die Generatorzeiten, jedoch ist die erste Spritfüllung im Tank noch nicht alle. 

Eine Überhitzung des Generators brauche ich bei dem derzeitigen Wetter nicht zu befürchten.

21.02.2023 Nachtrag

Heute das erste mal 3L Sprit (mehr passt nicht in den Tank) nachgefüllt. Das Modul ist die letzten Wochen bei den teilweise sehr kalten Temperaturen und der täglichen Fahrstrecke immer mal wieder länger zum Einsatz gekommen. 

... wird fortgesetzt.