Beim elektrischen Teilantrieb für Hybridfahrzeuge existieren eine Reihe unterschiedlicher, teilweise konkurrierender Lösungen. Von zentraler Bedeutung ist die optimale Steuerung und Regelung des Gesamtsystems 'Hybridantrieb'. Für das Tradeoffproblem zwischen der reinen Optimierung des Verbrennungsmotorwirkungsgrades einerseits und der Verluste der elektrischen Energiewandlung und -speicherung andererseits muss eine praxistaugliche Lösung gefunden werden. Derzeit werden Optimierungsverfahren untersucht, die eine direkte Optimierung der Betriebsführung während der Fahrt ermöglichen. Ein fahrdynamisch überzeugend wirkendes Drehmoment bei begrenztem Bauraum konnte durch die Ausführung der Statorwicklung von Drehfeldmaschinen mit Formstäben und einem in den Stator integrierten Wechselrichter realisiert werden. Eine andere Entwicklung ist die permanenterregte Synchronmaschine in Axialflussanordnung, die mit Hilfe einer dreidimensionalen magnetischen Flussführung eine hohe Drehmomentdichte bei geringsten Ohm'schen Verlusten ermöglicht. Für die Speisung der elektrischen Antriebe für Hybridfahrzeuge wurde eine Wechselrichter-Leistungselektronik entwickelt, die als dünner Ring von ca. 10 mm Dicke gemeinsam mit dem Kühlmantel für den Stator um die Maschine gelegt werden kann. Eine speziell für diese Anordnung ausgelegte digitale Wechselrichtersteuerung und Motorregelung mit den entsprechenden Stromsensoren ergänzt das System zu einem kompakten Antrieb, der als elektrische Schnittstelle nur noch einen DC-Leistungsanschluss und eine genormte Steuerungsschnittstelle benötigt. Bei einem Verfahren zur Optimierung des Energiemanagements in Hybridantrieben besteht die Grundidee darin, lediglich das physikalische Übertragungsverhalten des Antriebsstranges durch Systemgleichungen und Wirkungsgradkennfelder vorzugeben und die Sollwerte für Verbrennungsmotor, E-Maschine und Getriebe direkt durch ein Optimierungsverfahren berechnen zu lassen. Der Input ist zum einen der Fahrerwunsch, zum anderen der aktuelle Systemzustand, also z.B. die Istgeschwindigkeit und der Ladezustand des Energiespeichers. Mit diesem Input sollen dann in Abhängigkeit des Systemverhaltens die gesuchten Sollwerte bestimmt werden.
Kompakte Elektroantriebe für Hybridfahrzeuge
2006
23 Seiten, 22 Bilder, 5 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Kompakte Elektroantriebe fuer Hybridfahrzeuge
Kraftfahrwesen | 2006
|Anforderungen an Elektroantriebe fuer Hybridfahrzeuge
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