Hvorfor er der så få diesel-hybridbiler?

tirsdag 20. okt 2009 kl. 08:45

Jens E. Buur spørger:
Alle hybridbiler, jeg har set, arbejder med en benzinmotor. Tog og de elkraftsanlæg, jeg har arbejdet med, blev drevet af en dieselmotor.

Det må da være muligt at bygge en lille dieselmotor, der er dieseløkonomisk og trækker en el-generator (+ eventuelt bil).

Så hvorfor ikke dieselhybridbiler?

Civilingeniør og konsulent for et førende lastvognsmærke gennem ca 9 år, Jens Pedersen, svarer:
Benzinmotorer har forholdsvis god virkningsgrad, når de skal yde et højt moment, men virkningsgraden falder drastisk ved lavere momentbelastning. Derfor er det tilrådeligt at køre med lavt omdrejningstal. Hvis motoren skal yde en given effekt, bliver momentet højere, hvis omdrejningstallet er lavere, og virkningsgraden bliver dermed bedre.

Personbiler kører med meget lav belastning af motoren langt det meste af tiden, og benzinmotoren er derfor langtfra brændstoføkonomisk set optimal.

Lidt firkantet sagt, så er hovedformålet med hybriddrift at undgå lav momentbelastning af forbrændingsmotoren. Man kan bruge motoren under acceleration (hvor belastningen er høj), eller man kan bruge motoren til dels at drive bilen ved jævn fart, dels samtidigt at oplade batteriet, hvorved højt moment på benzinmotoren også kan opnås.

Hvis farten er konstant og batteriet er ladet op, kan motoren slukkes. Firkantet stillet op, altså. Der er også andre underordnede fordele med hybriddrift, fx regenerativ bremsning, men der er også tab ved opladning og afladning af batteriet, og der er forøget vægt af køretøjet.

Dieselmotoren har en helt anderledes karakteristik end benzinmotoren. Omkring fuldt moment har benzin- og diesel-motorer sammenlignelig virkningsgrad, men dieselmotorens brændstofforbrug har langt mindre følsomhed for belastningen. Dens relativt gode virkningsgrad findes altså over et bredt register af omdrejningstal og momenter.

Det er derfor ikke i samme grad ønskværdigt at undgå lav momentbelastning. Man kan ikke sige, at hvis hybridisering af en benzinbil giver en reduktion af brændstofforbruget med fx. 30 %, så vil noget tilsvarende gøre sig gældende hos diesel-hybrider. Der er fordelen ved hybridisering langt mindre, og der er mig bekendt endnu ikke nogen i bilindustrien, der har fundet det den betragtelige udgift værd og startet masseproduktion af et sådant produkt. Det er for dyrt og batter for lidt.

Under drift er CO2-udledningen fra en benzinhybrid sammenlignelig med CO2-udledningen fra en diesel, men da dieselmotoren koster mindre og holder længere, vinder den i livscyklus. De hybridbiler, vi kender i dag, henvender sig derfor hovedsageligt til to markedssegmenter: Dels til folk, der befinder sig på steder, hvor dieseldrift til personbiler ikke rigtigt er slået an (fx USA), dels til folk der gerne vil købe et aflad og ’sende et signal’.

Dieselhybrider tilhører indtil videre fremtiden. I fremtiden vil det være betydeligt dyrere at bruge råolie, og det ser ud til at EU fra 2020 kræver at personbiler udleder max 95 gCO2/km. Det er den slags, der skal til for at det kan betale sig at lave en dieselhybrid. Det er ikke kommercielt gangbart i dagens økonomiske klima.

Dieselhybrider har også en fremtid indenfor tunge køretøjer i stop/go trafik, fx bybusser og skraldebiler. Det er min vurdering, at alle seriøse aktører i køretøjsbranchen kigger på hybriddrift.


Spørg Scientariet er redigeret af Julian Henlov



20. okt 2009 kl 10:46

Mogens Kjær

Tjae...

Muligvis er jeg dårlig til at læse indad, men jeg er lidt usikker på hvad der egentligt bliver svaret.

Jeg tror at svaret er: Det er for dyrt at udvikle dieselgeneratoren (og for forbrugeren at købe den) i forhold til hvor meget brændstof der kan spares i forhold til en benzin-udgave?

Det lader iøvrigt til at svaret udelukkende omhandler parallel-hybrider, hvor forbrændingsmoteren trækker direkte på hjulene i samarbejde med en EL-motor. I modsætning til seriel-hybrider, hvor forbrændingsmotoren udelukkende lader EL-motorens batteri op når det er ved at være fladt. Det er ellers ret åbenlyst at det netop er de serielle alle (person)bilfabrikanter satser på. (På nær Toyota).

mvh Mogens


20. okt 2009 kl 11:27

Lars Kuur

Re: Tjae...

Det er ellers ret åbenlyst at det netop er de serielle alle (person)bilfabrikanter satser på. (På nær Toyota).

Det er ikke helt rigtigt, de fleste har koncept biler inden for begge genre.

Og som jeg læser artiklen, så er konklusionen at diesel hybrid kun giver mening i applikationer med abnormt mange startstop og tung last, så den relative vægt forøgelse pga. systemet er ubetydelig.

Og som jeg ser det, er det nok meget rigtigt, i en postbil vil et diesel-hybrid system øge vægten med mange procent, og selv med regenerativ bremsning er det langt fra en effektivitetsgrad som gør at alt energien kommer retur. Så det der er vundet i systemet versus effektive diesel motorer, er tabt igen i acceleration/deacceleration.

Skulle der være en lille besparelse, så er den nok tabt igen pga. omkostninger med forøget kompleksitet og batterier som dør, samt det grundlægende problem med at teknologien ikke eksistere, så nogen skal betale for at udvikle den.


20. okt 2009 kl 12:09

Bjørn Donnis

Re: Re: Tjae...

Min læsning af svaret:
I hybrid opsætning er benzinmotoren nogenlunde ligeså effektiv som dieselmotoren, fordi momentet kan vælges optimalt.
På den baggrund vælger man naturligvis den billige benzinmotor.
Tillæg så at "ingen" på hovedmarkedet i USA vil køre diesel, og at i Europa er det er fordel at få anvendt noget af den europæiske overskudsproduktion af benzin lokalt.


20. okt 2009 kl 17:28

Jan Tams Larsen

Dieselhybrider findes

Dieselhybrider findes, og de bliver i øjeblikket testet i Tyskland af Volkswagen. De testpersoner der har dem kører rundt i en Golf.
http://www.wired.com/autopia/2...sel/

Det siges dog at folkevogn muligvis dropper den, pga. at den er for dyr at producere i forhold til en Benziner.


20. okt 2009 kl 17:49

avatar

Holger Skjerning

Der mangler et argument...!

Øh, jeg savner en bemærkning om, at fidusen med en hybridbil er at forlænge elbilens rækkevidde betydeligt (4-5-6 gange!). Langt den overvejende kørsel i en (fremtidig!) velproportioneret hybridbil køres på el, og så er det da næsten flintrende ligegyldigt, om det er en diesel- eller benzinmotor, der skal bringe den glade familie frem til målet, når batteriet er tomt. Mere end 90% af folks "køreture" er på under 80 km, så en hybridbil med batteri til 70-80 km ren el-kørsel skal normalt kun køre på benzin eller diesel ... måske 10-15% af kilometrene.
Det skal derfor blot være den billigste løsning, og det er vel benzinmotoren! - På længere sigt måske en lille gasturbine, der kan køre på benzin, diesel eller etanol - og er næsten lydløs! Og kan placeres sammen med el-generatoren et vilkårligt sted i bilen.


20. okt 2009 kl 19:53

Mogens Kjær

Re: Der mangler et argument...!

@Holger Skjerning: Nej, for han taler jo ikke om seriel-hybrider, men om paralleller i sit svar. Om det så fremstår som et klogt svar skal jeg lade være usagt ;)

Men jeg tror at Holgers svar er det rigtige. Sammen det det at man kan lade benzinmotoren køre under optimale forhold. Hvis man taler om serielle hybridbiler altså. Og det mener jeg at man bør. Parallelhybrider, som f.eks. Prius er i mine øjne en blindgyde på både kort og lang sigt.


20. okt 2009 kl 20:01

Mogens Kjær

Skraldebiler

Jeg kom til at tænke på at skraldevogne nok er det køretøj der kunne have størst gavn af regenerative bremser. Start og stop uafbrudt med et stort tungt køretøj.
Jeg kom så til at tænke på at den bærer jo altid rundt på en god dødvægt i form af "skraldetanken". Kunne man ikke forestille sig et system der vha et simpelt gear løftede tanken op til en meter op og således absorberede energi under nedbremsning. Når så skraldebilen skal starte igen, vendes gearet blot og motoren får et tilskud til acceleration.
Blot en lille tanke...


20. okt 2009 kl 21:44

avatar

Holger Skjerning

Serielle hybridbiler, Tak...!

Mogens: tak for de pæne ord og enigheden! Og nu skal jeg nok prøve at huske at kalde min vision for "serielle (ægte) hybridbiler"!
Ordet "ægte" har jeg længe brugt for dem, der kan oplades ude og hjemme (og altså ikke f.eks. Toyota Prius).
Ordet "plug-in-hybridbiler" kan jeg ikke li', for det antyder (for mig) at det er batteriet, der kan plugges ud og ind (a'la Better Place)!
Jo, for ellers er min (faste) computer, min støvsuger og især min gamle barbermaskine jo "plug-in"-maskiner!!!


20. okt 2009 kl 22:17

Bo Karlsen

Diesel

Forstår ikke argumentet for benzin vs diesel, da der svares at diesel ikke er belastnings følsomt med hensyn til brændstofforbrug, men det er benzin, hvorfor så ikke netop bruge diesel, når man nu skal have et stort tungt batteri indenbords for at køre hybrid.... mener den kan diskuteres en del...


21. okt 2009 kl 08:41

Tommy Bøgeskov


21. okt 2009 kl 08:57

Mogens Kjær

Re:Diesel

Men har en alm dieselbil ikke et lavere forbrug end en tilsvarende benziner, netop fordi dieselen er brændstofeffektiv hele vejen op i hastighed og også under march?
I modsætning til benzineren som kun er effektiv ved et snævert interval af omdrejninger og belastning?
Og i en seriel hybrid kan man styre belastning og omdrejninger, så man holder sig inde for det interval.

Det er ihvertfald sådan jeg tolker svaret.
---
Nu fik jeg lige kigget på linksene til dieselhybrider og de er begge parallelhybrider, og der vil dielselmotoren selvfølgelig have sin beretigelse.


17. maj 2012 kl 18:44

Kasper Ehlert Neve

Diesel vs. Otto

En af de primære årsager til at en motor af Diesel princippet ikke benyttes ret ofte i hybrid biler, er at konstruktionen af en Dieselmotor er kompliceret i forhold til en motor af Otto princippet.

Dieselmotorens kompressionsforhold gør at motoren skal bygges af kraftigere materialer, samtidig er momentet i en dieselmotor betydeligt større end i en Ottomotor. Derfor er prisen større pr. kW fra en Dieselmotor større end fra en Ottomotor så længe der tales om konstruktionen.
Brændstoffets pris har meget større indflydelse på prisen af en kWh, men det er ikke vigtigt når bilfabrikkerne vælger at konstruerer hybridbiler.


Ny i debatten? Opret en brugerkonto