Das Energiemanagement in einem Hybridfahrzeug hat die Aufgabe, die Leistung energetisch günstig auf die zwei Antriebe solcher Fahrzeuge zu verteilen. Am Institut für Elektrische Energiewandlung der TU Darmstadt sind zwei unterschiedliche Energiemanagements für Through-the-Road-Hybridfahrzeuge konzipiert und bezüglich der Kraftstoffeinsparungspotenziale verglichen worden. Dafür wurden Energieverbräuche existierender konventioneller Fahrzeuge und fiktiver Hybridfahrzeuge für ausgewählte Fahrzyklen berechnet. Es werden zwei unterschiedliche Varianten des Energiemanagements eines Hybridfahrzeugs vorgestellt. Um ein realistisches, in der Praxis anwendbares Energiemanagement zu erreichen, bleibt dieses für alle Fahrzyklen identisch. Beim Energiemanagement 1 wird eine Abdeckung der Leistungsspitzen mit Hilfe des Elektromotors realisiert. Beschleunigt das Fahrzeug, werden große Drehmomente und hohe Leistungen benötigt. Der Elektromotor unterstützt dann den Verbrennungsmotor und liefert einen Teil dieses Drehmoments. Fährt das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit, werden ein kleines Drehmoment und geringe Leistung benötigt. Bei starken Verzögerungsvorgängen tritt ein großer negativer Momentenbedarf auf. Anstatt mechanisch zu bremsen, erfolgt Rekuperation über den elektrischen Antriebsstrang. Um die Nachteile des Energiemanagements 1 zu vermeiden, wurde ein zweites Management konzipiert, welches zusätzliche Entscheidungskriterien für die Steuerung enthält. Dabei verteilt das Energiemanagement 2 das Raddrehmoment auf die beiden Antriebe so, dass sich die Betriebspunkte des Verbrennungsmotors in Bereichen hoher Wirkungsgrade befinden. Der elektrische Antrieb dient in einem Fall dazu, Leistung beziehungsweise Drehmoment zu rekuperieren, wenn dadurch der Verbrennungsmotor im Bereich hoher Wirkungsgrade arbeitet. Im anderen Fall liefert der elektrische Antrieb die gesamte Traktionsleistung und der Verbrennungsmotor wird abgeschaltet. Das Energiemanagement 2 'Betrieb bei hohen VKM-Wirkungsgraden' weist ein höheres Einsparungspotenzial mit zirka 9,5 % bis 10,7 % als das Energiemanagement 1. Das Kraftstoffeinsparungspotenzial bei Hybridfahrzeugen ist für den Einsatz im Stadtbereich mit zirka 16,6 % am höchsten. Dies ist auf die Verbrennungsmotor- Abschaltung während der großen relativen Totzeiten von 27,9 % und auf die Deckung der Leistungsspitzen durch die elektrische Traktionsmaschine für die großen Anteile der Beschleunigungsenergie an der gesamten Bedarfsenergie von 66 % in den Stadtzyklen zurückzuführen.
Rechnerische Untersuchung von zwei Energiemanagements für Hybridahrzeuge
Automobiltechnische Zeitschrift - ATZ ; 108 , 6 ; 502-509
2006
8 Seiten, 11 Bilder, 4 Tabellen, 2 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
Rechnerische Untersuchung von zwei Energiemanagements fuer Hybridfahrzeuge
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