Erstellt wurde ein Simulationsprogramm zur längsdynamischen Analyse von Kfz-Antriebssystemen, dessen herausragendes Merkmal die umfangreiche Modellbibliothek, in der die zum Aufbau der Antriebssysteme verwendbaren Elemente abgebildet sind, ist. Hierin sind neben den mechanischen und elektrischen Komponenten auch ein Fahrermodell und regelungstechnische Elemente zur Implementierung der Betriebsstrategien berücksichtigt. Gekennzeichnet ist das Programm außerdem durch einen modularen Aufbau. Zur Verfügung stand ein Referenzfahrzeug mit einem konventionellen Antriebsstrang und einem direkteinspritzenden Dieselmotor. Anhand des gleichen Basisfahrzeugs wurden drei verschiedene Konzepte sogenannter Kleinspeicher-Hybridantriebe einander gegenübergestellt, die die gleiche Nennabtriebsleistung wie das konventionelle Fahrzeug besitzen. Durch Anhebung des Verbrennungsmotormoments bei Teillast durch Ladung des Speichers konnte der Betriebspunkt des Verbrennungsmotors zu verbrauchsgünstigeren Kennfeldbereichen verschoben werden. Da der Elektromotor z.B. während instationärer Beschleunigungsvorgänge den Verbrennungsmotor unterstützen kann, besteht die Möglichkeit, den Verbrennungsmotor kleiner auszulegen, ohne dass sich dies negativ auf das Beschleunigungsvermögen auswirkt. Hierdurch ergibt sich ein weiterer Verbrauchsvorteil. Durch Nutzbremsung kann außerdem ein Teil der kinetischen Energie des Fahrzeugs bei der Verzögerung zurückgewonnen werden. Bei der Gegenüberstellung der Konzepte werden mit dem Simulationsprogramm Berechnungen zur Bestimmung der Fahrleistungen und der Kraftstoffverbräuche bei konstanten Geschwindigkeiten und in Fahrzyklen durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass mit derartigen Hybridantriebskonzepten mit relativ geringein Energieinhalt des Speichers beim aktuellen Stand der Entwicklung der verschiedenen elektrischen Komponenten teilweise nennenswerte Verbrauchseinsparungen bei gleichzeitig hohen Fahrleistungen für das betrachtete Fahrzeug erreichbar sind. Die gegenüber konventionellen Antrieben erzielbare Reduktion des Kraftstoffverbrauchs ist sehr stark vom Fahrzyklus abhängig.
Simulation hybrider Antriebskonzepte mit Kurzzeitspeicher für Kraftfahrzeuge
Schriftenreihe Automobiltechnik, ika, RWTH Aachen ; 60 ; 1-179
2002
179 Seiten, Bilder, Tabellen, 101 Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
Simulation hybrider Antriebskonzepte mit Kurzzeitspeicher fuer Kraftfahrzeuge
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