Analysiert wurde das Potenzial einer fahrzeugautonomen und infrastrukturgestützten vorausschauenden Energiemanagement-Strategie für ein hybrides Antriebssystem in einem Stadtfahrzeug. Bei den Untersuchungen wurde die Möglichkeit der gekoppelten Simulation des Verkehrsflusssimulationsprogramms PELOPS mit dem Antriebstrangmodell des Hybridfahrzeuges in Matlab/Simulink genutzt. Bei diesem Konzept wird der Fahrer, der Verkehr, die Umgebung, die Topographie und die Vorausschausensorik in PELOPS abgebildet, während das Fahrzeugmodell, dessen Antriebstrangsteuerung und die vorausschauende Fahrstrategie in Simulink implementiert sind. Diese beiden Simulationswerkzeuge sind über eine Schnittstelle verbunden, die den Austausch der notwendigen Daten, insbesondere die der Vorausschau, darstellt. Für eine realitätsnahe Analyse, die über die Aussagekraft eines Verbrauchszyklus hinausgeht, stehen jeweils drei synthetische Stadt-, Überland- und Autobahnszenarien sowie real vermessene Strecken zur Verfügung, die sich in Beschilderung, Steigungs- und Streckenverlauf unterscheiden. Im Vergleich zu einem konventionellen Fahrzeug bietet der untersuchte kombinierte Hybrid im Stadtverkehr ein Einsparpotential von ca. 33 % und im Überlandverkehr von 12,9 %. Im Autobahnverkehr entsteht dagegen ein Mehrverbrauch von 7,6 %. Die effizienten Strategien des Hybrid zur Verbrauchsminderung - Rekuperation und Vermeidung des Leerlauf- und Teillastbetriebes - sind im Hochlastbetrieb auf der Autobahn nicht nutzbar. Ihnen stehen jedoch das Mehrgewicht und die zusätzlichen Verluste der Elektromaschinen gegenüber. Das betrachtete Fahrzeug ist primär für den Stadtverkehr ausgelegt. Aus diesem Grund ist die installierte Leistung des Verbrennungsmotors vergleichbar gering dimensioniert. Der Vergleich der einzelnen Hybridvarianten mit und ohne Zusatzinformationen zeigt, dass eine Optimierung der Start/Stop-Frequenz des Verbrennungsmotors zur Vermeidung erhöhter Startemissionen möglich ist, ohne dabei den Verbrauch deutlich zu verschlechtern.
Vorausschauende Energiemanagement-Strategien für hybride Antriebssysteme
2004
14 Seiten, 12 Bilder
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch