Förbränningsmotor ------------------- I en vanlig bil måste förbränningsmotorn dimensioneras för att kunna ge toppeffekt. Eftersom det inte går att kortvarigt överbelasta en förbränningsmotor är den medel- effekt den kan ge lika med dess toppeffekt.Man måste därför sätta in en motor på c:a 100 kW. I en seriehybrid kan man,kortvarigt,ta ut toppeffekt från batteriet.Förbränningsmotorn kan därför dimensioneras för medeleffekt.Det innebär att man behöver en motor på c:a 15 kW.Dessutom skall den endast gå med ett enda moment och ett enda varvtal vilket innebär att man kan optimera för detta lastfall på ett helt annat sätt än i en vanlig bilmotor.Dessutom skall den inte vrida runt drivhjulen vilket innebär att man inte behöver gå till rotation.Man kan ta bort hela vevpartiet.Motorstorleken blir då mindre än en tiondel av storleken på en vanlig bilmotor. Generator ---------- I en vanlig bil dimensioneras generatorn för att kunna ladda batteriet även vid låga motorvarv.Det betyder att generatorn blir kraftigt överdimensionerad.Vid optimalt varvtal kan en vanlig bilgenerator ge c:a 10 kW.Det finns också en del outnyttjade möjligheter att höja verkningsgraden vilket innebär att man kan ta ut mer effekt ur en generator av viss storlek. I en serihybrid skall generatorn kunna ge 15 kW utan något krav på spänningsreglering. Man låter helt enkelt generatorn ge allt den orkar mot batteriet.Det innebär att man kan ersätta magnetiseringslindningarna i rotorn med permanentmagneter.Därigenom bort- faller magnetiseringsförlusterna och man kan ta ut högre effekt utan att generatorn blir överhettad.Om man använder en linjär frikolvsmakin måste visserligen magnetdelen av generatorn gå fram och tillbaka i stället för att snurra vilket medför att man måste göra magnetdelen längre än lindningsdelen.Även om man tar hänsyn till detta gäller emeller- tid att generatorn blir ungefär lika stor som i en vanlig bil. Elektronik ---------- I vanliga bilar sätter man in allt mer elektronik.Bl a använder man elektronik för att styra förbränningsmotorn under varierande lastbetingelser. I seriehybriden blir styrningen av förbränningsmotorn betydligt enklare men där tillkommer krav på att elektroniken skall kunna hantera de stora effekter som blir aktuella i kraft- överföringen.Kostnaden för färdigutvecklad elektronik som produceras i stora serier är emellertid låg även om det ingår effektsteg i den.Även storlek och vikt kan hållas nere om man integrerar kretsarna på ett fåtal kiselskivor.Elektroniken blir alltså troligen något dyrare i en seriehybrid men skillnaden bör bli liten. Elmotor(er) ----------- Startmotorn i en vanlig bil är en lågt utnyttjad komponent.Fortfarande använder man likströmsmaskin vilket innebär hög kostnad och stor och tung maskin i förhållande till vad den uträttar. I en seriehybrid använder man lämpligen fyra elmotorer,en för varje hjul.Om man använder moderna permanentmagnetiserade synkronmaskiner blir varje hjulmotor ungefär så stor som en vanlig startmotor.En fördel med ett sådant arrangemang är att man kan lägga in en typ av styrservo i elektroniken.Man drar på olika vridmoment på bilens olika sidor när man skall svänga.Detta medför att man kan ta bort den vanliga bilens styrservo.Dessutom kan man bromsa elektriskt vilket avlastar de mekaniska bromsarna och gör att dessa kan dimensioneras ned.Och man kan naturligtvis i elektroniken lägga in låsningsfri bromsning. Ytterligare en möjlighet är att utnyttja elmotorns snabba momentreglering och hänga upp hjulen så att man kan använda drivmomentet för stötdämpning vilket innebär att stötdämparna bortfaller och kan läggas in som mjukvara i elektroniken. Batteri ------- Den vanliga bilen behöver ett startbatteri på c:a 10 - 15 kg. En seriehybrid behöver ett batteri som kan ge toppeffekt vid omkörning,backtagning o dyl. Försök med en Ford Escort som byggts om till eldrift visade att ett batteri på 125 kg gav fullgoda prestanda och en körsträcka i ren eldrift på c:a 5 km.Detta är fullt tillräckligt för en seriehybrid.Bilen försågs med en släpvagn med en motorgenerator för försök med hybriddrift.Släpvagnen innebar en väsentligt ökad belastning.Prestanda i ren elmod var fortfarande acceptabla men det visade sig i stadstrafik att strömmarna in och ur batterierna gav uppvärmning som,efter någon timmes körning,medförde övertemperatur i batteriet.Om man vill kan man naturligtvis i en seriehybrid sätta in ett större batteri för att få längre körsträcka i ren eldrift.Om man t ex vill åka till affären,dagis eller posten utan att dra igång förbränningsmotorn kan det vara praktiskt men det är då fråga om en möjlighet som helt saknas för den vanliga bilen. Koppling --------- Saknas på seriehybriden Växellåda ---------- Saknas på seriehybriden Kardan -------- Motsvaras på seriehybriden av kablage Differential ----------- Saknad på seriehybriden om man väljer flera drivmotorer. Sammanfattning ........................ Seriehybriden har alltså betydligt mindre förbränningsmotor,ungefär lika stor generator, fler eller större elmotor(er),ungefär lika mycket elektronik samt större batteri.Den saknar helt koppling,växellåda och kardan.Om den har flera elmotorer saknar den också differential.Den har ett mer omfattande kablage än en vanlig bil. Om man bygger samman förbränningsmotor och generator till en linjär frikolvsmaskin blir totala antalet rörliga delar väsentligt mindre för seriehybriden.Frånsett batteriet bör det vara fullt möjligt att bygga seriehybrider med livslängd kring 100 år. Viktbesparingen på förbränningsmotorn torde mer än väl uppväga viktökningen för batteriet. Och viktökningen genom att man sätter in fyra elmotorer uppvägs mer än väl av startmotor, koppling,växellåda,differential,minskning av bromsar och borttagning av stötdämpare.Totalt sett blir alltså seriehybriden lättare. Förbränningsmotorns vevparti,kopplingen,växellådan och differentialen är delar som kräver tillverkningsprecision och som därför är dyra.Dessa bortfaller på seriehybriden vilket gör att den,vid produktion i stora serier,blir billigare att tillverka än en vanlig bil. Genom att man,i en seriehybrid,alltid kör förbränningsmotorn vid maximal verknings- grad blir bränsleförbrukningen lägre än för en konventionell bil.En del av denna vinst går förlorad genom att den elektriska kraftöverföringen generator-elmotor har något lägre verkningsgrad än en mekanisk kraftöverföring.På den tid när man använde lik- strömsmaskiner var denna förlust så stor att man inte gjorde någon vinst på drivsystemet i sin helhet.Med moderna permanentmagnetmaskiner och moderna krafthalvledare får man emellertid förbättrad total verkningsgrad även vid landsvägskörning. Seriehybriden kan alltså bli bättre eller lika bra som den vanliga bilen i alla avseenden - utom ett. Genom att man i en vanlig bil sätter in en förbränningsmotor för toppeffekt får man en våldsamt överdimensionerad motor.Om man vill använda bilen för att dra ett tungt släp t ex en stor husvagn har man nytta av denna överdimensionerade motor.Köper man en seriehybrid som inte är avsedd för husvagnsdragning kommer man att finna att prestanda blir dåliga om man sätter på en husvagn.Motorgeneratorn kan man visserligen lätt ta ur och byta mot en större men om inte elektronik,kablage och hjulmotorer är överdimensionerade kan de bli överbelastade.Fast man kan ju köpa en seriehybrid som är byggd för ändamålet. Det är alltså så att seriehybriden är billigare att tillverka lättare har betydligt längre livslängd drar mindre bränsle kan köras korta sträckor på el Varför skall man köpa en vanlig bil??? _____________________________________ ------------------ Åter till Elverk eller transportmedel Åter till Bakgrund