Facharbeit Maschinenbautechniker - Umrüstung Mercedes A-Klasse auf Elektroantrieb

Diskutiere Facharbeit Maschinenbautechniker - Umrüstung Mercedes A-Klasse auf Elektroantrieb im W168 Allgemein Forum im Bereich A-Klasse W168 Forum; Hallo, ich mache zur Zeit meine Weiterbildung zum staatlich geprüften Maschinenbautechniker in Teiltzeit. Wir sind jetzt im vierten Semester und...

  1. #1 Walle2402, 26.03.2012
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    Hallo,

    ich mache zur Zeit meine Weiterbildung zum staatlich geprüften Maschinenbautechniker in Teiltzeit.
    Wir sind jetzt im vierten Semester und haben vor kurzem Themen für eine Facharbeit bekommen.
    Unsere Gruppe hat das Thema, ein Konzept zu entwickeln, um eine Mercedes A-Klasse ( Baureihe W168 ) vom herkommlichen Verbrennungsmotor auf Elektroantrieb umzurüsten. D.h. wir sollen uns Gedanken machen, was alles zu tun ist, um eine A-Klasse, welche wir irgendwo herbekommen, auf Elektroantrieb umzurüsten, mit allen Komponenten die dafür notwendig sind, bis zur Zulassung durch den TÜV.

    Weitere vorgegebene Rahmenbedingungen sehen aus wie folgt:
    - Vmax.ca. 120km/h
    - Mindestreichweite 150km
    - Gewicht sollte sich nicht signifikant erhöhen
    - Budget max.10.000€ (exklusive Fahrzeug)

    Notwendige Komponenten zur Umrüstung:
    - Elektromotor + Bremsenergierückgewinnung
    - Batterien
    - Elektr.Bremskraftverstärker
    - neue Heizung
    - Amaturen und Anzeigeelemente
    - diverse Komponenten für die Steuerung
    Servolenkung, elektr. Fensterheber usw. sind jetz ersteinmal außen vorgelassen.

    Wir haben jetz die einzelnen Punkte in der Gruppe verteilt zum ausarbeiten. Was uns aber weitgehend fehlt, sind Kenntnisse zur Steuerung, weshalb ich diesen Thread geschrieben hab.
    Wer also schon Erfahrung auf dem Gebiet hat und sich vll selber schoneinmal mit dem Thema befasst hat, wir sind für alle Anregungen und Tipps dankbar! Nich nur zur Steuerung.


    Danke im Voraus! :-)
     
    Klaus Peter gefällt das.
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  3. #2 Walle2402, 26.03.2012
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    Was ich ganz vergessen hatte, wir wollen die 75KW Variante nehmen. Kann mir hierzu jemand die Übersetzung des Differentials nennen? Die des Automatikgetriebes hatte ich schon herausgefunden. Wir wollen nämlich bei dem Umbau aus konstruktiven Gründen den Elektromotor ans Getriebe setzen.
    Hat hierzu jemand vll Anschlussmaße des Getriebes am Motor (Bohrungen, usw.) oder auch Zeichnungen? Wir wollen den E-Motor mit einer Adapterplatte am Getriebe befestigen.

    Grüße
     
  4. #3 Elch-Brüder, 26.03.2012
    Elch-Brüder

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    Hallo,

    erstmal finde Ich euer Projekt echt interessant. *thumbup* Wäre cool wenn du hier auch immer wieder Bilder des Umbaus reinstellts

    Hier mal ein mal ein Link zu meinem Motorausbau, da sind ein paar Bilder vom W168 ohne Motor und auch das ausgebaute Schaltgetriebe zu sehen.

    http://www.elchfans.de/forum_a-klas...hreadID=36718&highlight=steuerkette+kupplung&

    Hier noch ein Link indem du die Getriebeübersetzungen findest:

    http://www.elchfans.de/aklasse_w168/technische_daten_a-klasse_w168.php?st=1&um=2

    Hoffe es Hilft euch erstmal ein bisschen weiter.

    MfG Elch-Brüder
     
  5. #4 Walle2402, 26.03.2012
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    Das mit dem Umbau wird wenn überhaupt erst nächstes Jahr passieren, hier geht es ersteinmal nur um eine schriftliche Ausarbeitung.
    Danke für den Link, ich kann an Fotos echt alles gebrauchen, wo man den Motorraum genauer sieht. Hammer wäre, wenn iwer welche hat, wo der Motor schon ausgebaut ist.

    Gruß
     
  6. #5 BlackElk, 26.03.2012
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    .... wobei dies das allergeringste Problem darstellen sollte.... die Servo IST nämlich schon elektrisch (genaugenommen elektrohydraulisch, also mit elektrischer Ölpumpe) und ohne solltest du schon Bodybuilder sein ....

    Fenster sind in den Vordertüren auch grundsätzlich elektrisch, du wirst keine A-Klasse mit Fensterkurbeln vorn finden.

    ABS/BAS und ESP sind auch komplett elektrisch, d.h. mit einer elektrischen Pumpe für die Druckerzeugung in den Bremskreisen.

    Es gab übrigens schon mal eine rein elektrische A-Klasse: Typ 168.085 , wurde aber offensichtlich nie zur Serienreife gebracht. (aber man merkt an einigen Teilen des Typs 168 schon, dass es ursprünglich mal mit reinem Elektroantrieb konzipiert war)


    Ansonsten: mein allergrößter Respekt für euer Vorhaben ...
     
  7. #6 Walle2402, 26.03.2012
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    Hab erst gar nicht gesehen, dass das so viele Bilder sind. Vielen Dank! :-)
     
  8. #7 Elch-Brüder, 26.03.2012
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    Bitte, kein Problem. :)

    Hab auch den Link mit den Technischen Daten dazugefügt mit den Getriebeübersetzungen.

    MfG
     
  9. #8 Mr. Bean, 26.03.2012
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    Wie habt ihr vor, das Gewicht nicht zu erhöhen?
     
  10. #9 Walle2402, 26.03.2012
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    Also das mit dem Gewicht wird wahrscheinlich noch ein Problem werden, da die Batterien allein schon ne Menge wiegen (je nach Batterieart).
    Das Gewicht des E-Motors sollte sich denke mal in Grenzen halten. Ich weiß jetz nicht genau wieviel der alleinige Verbrennungsmotor an sich wiegt, muss man dann schauen. Ich meine ich hätte mal gelesen, dass sich das Gewicht nach einem Umbau um max. 20% erhöhen darf. Werden die 20% überstiegen, meckert der TÜV und die Bremsen müssen neu ausgelegt werden.
     
  11. Jupp

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    An sich ist das Projekt super interessant, aber mit den Forderungen, da wäre jeder professionelle Automobilhersteller voll zufrieden mit, selbst wenn er ein Entwicklerteam mit einer Personalstärke im vierstelligen Bereich beschäftigt.

    150km Mindestreichweite schafft kein aktuelles Elektromobil, nicht mal nahezu. Bei -20°C (in D ist das das Minimum) sind die Akkus total runter und dann willst du damit natürlich min. eine 5kW Heizung betreiben. 150km unter den Bedingungen erfordern min. 15kW/h für die Heizung! Min. das selbe für den Antrieb. Das bedeutet rund 100kW/h an nomineller Leistung der Akkus (zwischen der nominellen Leistung und der realen liegen Welten aufgrund der Temperatur)! Weisst du was so etwas wiegt? Rund eine Tonne, vielleicht auch das Leergewicht der Fahrzeugs, also etwas mehr. Und was kostet das? Sehr sehr viel (wobei man das mit 10.000€ vielleicht noch hinbekommt, sofern man die Arbeitsleistung nicht mit einberechnet).

    Mein Tipp:
    Alles sehr gut ausarbeiten und vernünftig begründen (auch mit Vergeichsbeispielen, der Profis), dass das so nicht möglich ist. Einfach zeigen was technisch für den Preis möglich ist bzw. was das Optimum ist. Es gab schon eine Menge Doktorarbeiten, die ein Thema hatten, daran wurde ernsthaft wissenschaftlich gearbeitet und am Ende kam nicht mehr dabei raus, dass die Theorie so nicht funktioniert.
    So etwas gibt trotzdem zu recht einen Doktor!
    Genauso sollte es bei euch laufen, denn eine andere Chance habt ihr nicht bei den Vorgaben!

    gruss
     
  12. xelos

    xelos Elchfan

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  13. #12 THHOFMA, 26.03.2012
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  14. #13 MB A 190, 27.03.2012
    MB A 190

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    Black Elk hat recht - die A-Klasse was erst eigentlich elektrisch geplant.

    Fotos vom A 93 hier:

    http://www.elchfans.de/forum_a-klasse/index.php?page=Thread&postID=477476#post477476

    Video passend hier:
    http://www.youtube.com/watch?v=oV8-vMmZn2Y&feature=related


    Diese Leute hier sind anscheinend gerade (seit 2 Jahren) dabei eine A-Klasse als E-Auto umzubauen:
    http://www.evalbum.com/3447
    Vielleicht haben die ja ein paar Tipps für euch.


    Die Original 168er Elektroautos (siehe Xelos) wurden zu gunsten des F-Cell, welcher in einer Auflage von 60 Stück unterwegs war eingestellt:

    [​IMG]

    http://www.emissionslos.com/auto/521-mercedes-benz-f-cell-a-klasse-2003.html


    2009 gabs dann nebenbei wieder mal eine Concept-Studie BlueZero E-Cell Plus (!) für ein E-Auto
    (kann es sein, dass ich davon ein paar Designelemente im aktuellen W176 wiederfinde?):

    [​IMG]

    http://www.emercedesbenz.com/autos/mercedes-benz/concept-vehicles/mercedes-benz-bluezero-e-cell-plus-second-look/


    Interessant mit ein paar theoretischen Daten auch diese Seite:
    http://www.elektro-auto-umbau.de/


    Und zu guter Letzt - ein DIY-Projekt - gibt aber einen kleinen Einblick wie *einfach* so eine Umsetzung sein könnte:
    http://www.instructables.com/id/Build-your-own-Electric-Car/


    So das solls fürs erste Mal gewesen sein - schöne Grüsse MB A 190
     
  15. Jupp

    Jupp Elchfan

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    Richtig, aber verwechselt bitte nicht die maximale Reichweite mit der minimalen Reichweite. Dazwischen liegen bei E-Fahrzeugen Welten.

    gruss
     
  16. #15 MB A 190, 27.03.2012
    MB A 190

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    Sagt wer? Also wir hatten heuer über 25 Minus :thumbdown:

    Ansonsten hascht mal wieder recht, Jupp! Ist alles erstunken und erlogen. Ja in Hamburg auf der brettebenen Piste mit 45 km/h und Rückenwind aus Hollandse kommst vielleicht auf 200 km. Wir sind ja hier im Bayerischen Wald E-Auto-Testregion und da schauts auf einmal ganz anders aus. Nach 50-70 km geht den meisten E-mobilen der Saft aus. Das heisst die 35 km auf Arbeit in die nächst grössere Stadt (Passau), wo viele von uns hier hinfahren (müssen), kannst du knicken, weil du nicht mehr heimkommst ohne Nachladen.

    Aber eigentlich wollte Walle2402 mit uns hier nicht über die Nachteile von E-Autos diskutieren.

    Gruss MB A 190
     
  17. Jupp

    Jupp Elchfan

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    Über 5°C hin oder her will ich mich hier nicht streiten.

    Darum geht es nicht, ich wollte dem TE nur mit auf den Weg geben, dass diese Vorgaben nicht mal die heutigen Hersteller mit Millionenbugets auch nur annähernd schaffen. Wie soll man das also in heimischer Bastelarbeit hinbekommen?

    gruss
     
  18. #17 Robiwan, 27.03.2012
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    Ich könnte mal schauen ob ich mir unsere Firmen E-Cell A-Klasse ausborgen und ein paar Fotos machen kann. Ist zwar ein W169 aber das Hauptproblem ist eher die Verfügbarkeit. Jeder will damit rumfahren :D.

    Falls die Grunddaten noch nicht bekannt sind: 2x18 kWh Mercedes-Benz Li-Ionen-Akku (vom Elektro-Smart übernommen und im Sandwich-Boden verstaut), Vmax 150km/h, Reichweite > 200km.

    Ein Problem sehe ich noch in der Definition der Mindestreichweite. Welches Fahrprofil liegt eurer Definition zugrunde?

    Das mit der Heizung sehe ich nicht so problematisch, da die meiste Heizleistung "nur" beim Aufwärmen gebraucht wird. Bei 5kW-Dauerheizen wäre man als Insasse nach 1h Medium bis Well-Done. Eine "intelligente Standheizung" wäre eine Möglichkeit. Intelligent in dem Sinn dass sie den Innenraum aufheizt noch während das Auto am Netz hängt. Meistens fährt man ja zur gleichen Zeit ins Büro => Auto heizt schon 30min davor.

    Das mit der reduzierten Akkukapazität bei Kälte ist wieder ein anderes Problem.

    *edit* Nicht zu vergessen: Durch den Wegfall des Treibstofftanks, Leitungen und Filter ergeben sich zusätzlich ca. 45kg Gewichtsersparnis!

    *edit2* Noch was bezüglich Heizung: Akku und Wechselrichter müssen ja auch gekühlt werden => hier kann man mit dem klassischen "Kühlwasserprinzip" auch Wärme in den Innenraum bringen.
     
  19. Jupp

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    Naja so ähnlich wie man die Höchstreichweite definiert nur umgedreht.
    Eben nicht, dass das Auto zum Vorheizen an der Steckdose hängt, sondern dass es im Kalten steht und zwar bei knackigen Minusgraden. Dass du vielleicht nicht die gesamte Strecke am Stück fährst, sondern in drei Etappen, wo dir der Innenraum wieder auskühlt zwischendurch.
    Nimmt man die A-Klasse mit 36kW/h (was ja schon sehr viel ist), dann hat der Akku bei -10°C vielleicht noch bestenfalls 20kW/h. Jetzt verheizt du eine halbe Stunde lang 5 kW im Stand (also 2,5kW/h) und während des Fahrens von 20 Minuten bzw. 20km zur Arbeit noch einmal 1 kW/h bei halber Heizleistung. Dazu verbraucht der Rest ca. 3kW/h. Macht 6,5kW/h. Drei mal 20km an einem solchen Tag und der Akku ist leer. Mindestreichweite 60km. Höchstreichweite durchaus in Richtung von ca. 250km. Da liegen die Unterschiede. Oder auch für eine Mindestreichweite von 150km müsste man die Größenordnung 100kW/h an Bord haben.

    Nehmt die Zahlen bitte nicht zu wörtlich, sie sollen nur einen Trend zeigen, der aber durchaus die richtige Richtung hat.
    Kannst du vergessen. Kühlen musst du nur im Sommer.
    Rechne dir mal aus, wie viel Verlustleistung dieser Akku mit der Dichte und der Wärmekapazität aufbringen müsste, um sich von -10°C auf sagen wir 40°C zu erhitzen (so viel braucht es ja min. um einen vernünftigen Wärmeübergang zum Heizen zu erzeugen.
    Vergiss es, dass Ding bleibt unter solchen Bedingungen ein Eisklotz ;).

    gruss
     
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  21. #19 Robiwan, 28.03.2012
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    @Jupp,
    mit der Akkukühlung liegst du leider (zumindest teilweise*) daneben. Wir haben E-Autos mit sogenannten Zebrabatterien (Natrium-Nickelchlorid). Die Arbeitstemperatur liegt bei ca. 270°C, auch im Winter! Und auch der Wechselrichter wird warm. Nach dem Start läuft die Zusatzheizung für den Innenraumregelung (eine Art Tauchsieder im Kühlwasser) nur kurze Zeit (mit ca. 4kW).

    BTW: Die E-Cell A-Klasse bietet schon die Möglichkeit einer Innenraumvorwärmung.

    *) Li-Ion-Akkus werden im Winter sogar mittels Heizelement erwärmt.
     
  22. #20 Klaus Peter, 30.03.2012
    Klaus Peter

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    [font=&quot]Klaus Peter[/font]
    [font=&quot]cp-wp@unitymedia.de[/font]
    Es
    naht jedoch der 1.-
    :P :P April.


    [font=&quot]
    [/font]

    [font=&quot]Sorry-Sorry-Sorry..[/font]


    [font=&quot]Klaus
    Peter ![/font]



    [font=&quot] [/font]


    [font=&quot]Betreff.:
    Das Elektro-Auto[/font]



    [font=&quot] [/font]


    [font=&quot]An
    das Forum ![/font]



    [font=&quot] [/font]


    Ich
    bin neu im Forum.


    Daher diese Umstände.


    [font=&quot]Daher
    wende ich mich auf diesem Weg an Sie[/font]
    :P :P .


    [font=&quot] [/font]


    [font=&quot]Zunächst
    gehe ich davon aus , das hier ein reges Interesse dahinter steht.[/font]



    [font=&quot]Es
    gab das Wasser Auto, und viele mehr.[/font]



    [font=&quot]Ich
    fahre selbst eine, A- Model - Typ 168.[/font]



    [font=&quot]Baujahr
    2000.[/font]



    [font=&quot]Seit
    geraumer Zeit beobachte ich den Markt, und die Berichte über das Elektro -
    Auto.[/font]



    [font=&quot]Das
    A Modell, Typ 168 ist für eine solche Überlegung wie geschaffen.[/font]



    [font=&quot]Es
    gab einen Bericht über einen Umbau von privater Seite in meiner Nähe.[/font]



    [font=&quot]Leider
    komme ich noch nicht an diese Person , aber ich bleibe am Ball.[/font]



    [font=&quot] [/font]


    [font=&quot]Es
    gibt einen Bericht einer Fachhochschule die ein solches Auto umgebaut hat.[/font]



    [font=&quot]Ich
    bleibe am Ball, und werde mich ernerut an das Forum wenden.[/font]



    [font=&quot] [/font]


    [font=&quot]Gruuß[/font]


    [font=&quot]Klaus
    Peter![/font]
     
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