PSD
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PSD = engl. Abkürzung für Power Split Device - Kraftverteiler (= Planetenrad-Getriebeeinheit des Prius). Die deutsche Übersetzung von PSD im Prius-I-NCF lautet: Antriebskraftverteilungs-Vorrichtung (!).
Funktion
Der Verbrennungsmotor (ICE) und die beiden Motor-Generatoren MG1 und MG2 (MG) sind via PSD verbunden und bilden die Motor-Getriebeeinheit des Prius.
Das PSD besteht aus folgenden Komponenten
- Sonnenrad, verbunden mit MG1 (alias Generator)
- Planetenträger, verbunden mit ICE
- Hohlrad, verbunden mit MG2 (alias E-Motor)
Durch unterschiedliche Drehzahlen und Drehrichtungen dieser drei Komponenten mitsamt ihrer angeflanschten Motoren wird ein stufenlos variables Getriebe realisiert (CVT). Die Drehzahlen der Komponenten sind immer zueinander proportional und lassen sich darum grafisch durch einen so genannten Nomographen darstellen.
Je nach Anforderung des Fahrers via Fahrpedal (durch den Gaspedal-Positionssensor) wird der individuell nötige Drehmomentbeitrag der einzelnen Motoren-Komponenten berechnet und addiert sich im PSD zu einem gemeinsamen Drehmoment. Beim Prius II kann ein max. Drehmoment von 478 Nm am PSD-Ausgang anliegen. Über eine Kette und ein Vorgelegegetriebe wird dieses Drehmoment dann an die Räder geleitet.
Der Drehmomentwert des Prius lässt sich mit konventionellen Antrieben nicht vergleichen, da das Drehmoment dort am Ausgang des Verbrennungsmotors an der Kurbelwelle gemessen wird. Anschließend erfolgt eine "nachgelagerte" Drehmomentverstärkung durch die Getriebeübersetzung des gerade eingelegten Ganges. Je niedriger der Gang, desto höher die Verstärkung. Dies entspricht auch dem subjektiv gefühlten "Beschleunigungs-Kick" bei Fahrzeugen mit Schaltgetrieben.
Ein reiner Betrieb mit dem Benzinmotor ist beim Prius prinzipbedingt nicht möglich. Damit der Benzinmotor die Räder antreiben kann, muss das Sonnenrad des Planetengetriebes vom Generator MG1 "gebremst" werden. <Sollte man näher erläutern, da nicht unmittelbar klar, was damit gemeint ist ...> Daher kann der Benzinmotor nur Energie an die Räder abgeben, wenn der Generator auch gleichzeitig einen Teil der Energie des Benzinmotors in Strom umwandelt. Die dabei auftretenden Umwandlungsverluste schmälern zwar den Wirkungsgrad, können aber wegen der Vorteile des Antriebskonzeptes vernachlässigt werden.
