Es wurden Rechenmodelle entwickelt, die es ermöglichen, das Instationärverhalten von Fahrzeugen mit verzweigten Antriebssträngen zu simulieren. Basis der Modellentwicklung waren Simulationsmodelle zur Berechnung der Motorthermodynamik. Das dabei entstandene Motormodell wurde an einen neuen direkteinspritzenden Pkw-Dieselmotor mit Abgasturboaufladung angepasst und in Fahrzeugmodelle mit hybriden Antriebssträngen integriert. Die darüber hinaus nötigen Bausteine für Elektromaschinen, Automat- und Handschaltgetriebe, Planetengetriebe und Energiespeicher wurden mit Rücksichtnahme auf gleich hohen Detaillierungsgrad erstellt. Mit diesen Bausteinen wurden Modelle für serielle, parallele und leistungsverzweigende Hybridvarianten erstellt und hinsichtlich Verbrauch und Emissionen vergleichend gegenübergestellt. Zur Anpassung des Motormodells wurden ausführliche Prüfstandsmessungen durchgeführt. Mit Hilfe der Druckverlaufsanalyse wurden Zylinderdruckmessungen ausgewertet. Ausgehend von dem Brennverlauf eines ausgewählten Basispunktes, dem ein Vibe-Ersatzbrennverlauf einbeschrieben wurde, konnte ein mehrdimensionales, instationäres Kennfeld des Motors vorausberechnet werden. Zur Simulation von Elektromaschinen existierten bisher keine Bausteine in der Gesamtprozessanalyse (GPA). Da Asynchron- und Synchronmaschinen einen Großteil der in Fahrzeugen zum Einsatz kommenden Elektromaschinen repräsentieren, wurden Bausteine zur Berechnung des instationären Verhaltens dieser beiden Bauarten entwickelt. Um Automat- und Handschaltgetriebe detailliert abzubilden, wurden Getriebe lastfrei vermessen. Mit dem deutlich erweiterten Programm WTplus wurden die lastabhängigen Verluste berechnet und aus den Ergebnissen GPA-Kennfelder erstellt. Der Energiespeicher ist speziell in mobilen Anwendungen ein wesentliches Element des Antriebsstrangs. Da zur Simulation des Instationärverhaltens eine einfache Energiebilanzierung nicht ausreichend ist, wurde das Modell einer NiMH-Batterie in die Gesamtprozessanalyse integriert. Für den leistungsverzweigenden Hybrid wird ein Planetengetriebe als Leistungsverzweigung eingesetzt. Dafür wurde ein Baustein entwickelt, der anhand der Bewegungsgleichungen für das Planetengetriebe die Drehzahländerungen an den drei Wellen des Getriebes abhängig von den anliegenden Drehmomenten unter Berücksichtigung eines konstanten Wirkungsgrades errechnet.


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    Titel :

    Analyse und Bewertung mechanisch-elektrischer Antriebsstrangkonzepte


    Beteiligte:
    Michaelis, K. (Autor:in) / Stangl, M. (Autor:in) / Nuscheler, R. (Autor:in) / Meyer, W. (Autor:in) / Zeilinger, K. (Autor:in) / Lederer, M. (Autor:in) / Auer, M. (Autor:in)


    Erscheinungsdatum :

    2004


    Format / Umfang :

    29 Seiten, 17 Bilder, 7 Tabellen, 17 Quellen


    Medientyp :

    Aufsatz (Konferenz)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch