Die serienreife Entwicklung alternativer Antriebskonzepte, insbesondere der Hybridantriebe mit einer Kombination aus Verbrennungsmotor und Elektromotor, erfordert auch im Bereich der Prüfstandstechnik neue innovative Ansätze und Lösungen. Ausgehend von einer Analyse der unterschiedlichen Antriebskonzepte mit ihren speziellen Betriebsverhalten wie Start/Stopp, Boost und Rekuperation wurden die Anforderungen an die zukünftige Prüfstandstechnik in einer durchgängigen Simulationsumgebung abgeleitet. Demnach sind die für die optimale Abstimmung des Motors kritischen Fahrsituationen wie Start/Stopp und Mode-Shift am Prüfstand gleichwertig zum Fahrzeug darzustellen. Dazu sind Änderungen in der Sensorik und Regelung (z.B. Winkellageregelung), in der Dynamik des Belastungsaggregats sowie im mechanischen Prüfstandsaufbau notwendig. Um den Motor fahrzeugnahe am Prüfstand zu betreiben, sind echtzeitfähige Simulationsmodelle der Komponenten des hybriden Antriebsstrangs erforderlich. Insbesondere die Funktionen der am Motorprüfstand nicht vorhandenen Steuergeräte sind abzubilden. Die Einflüsse der Fahrdynamik wie z.B. der Reifenschlupf sind am Prüfstand in hoher Güte zu simulieren. Die Entwicklungswerkzeuge auf den Prüfständen sind für eine domänenübergreifende Optimierung bzw. Applikation der mechanischen, elektrischen, thermischen und informationsverarbeitenden Komponenten des Hybridfahrzeugs auszulegen. Die unterschiedlichen Hybridkonzepte sind damit in Zukunft nicht nur Technologieträger der Fahrzeughersteller, sondern erfordern auch neue innovative Entwicklungswerkzeuge im Bereich der Simulations- und Prüfstandstechnik. Während beim konventionellen Motorprüfstand der kritische Bereich zwischen Start- und Leerlaufdrehzahl möglichst rasch zu durchfahren ist, wird der Betriebsbereich des Prüfstands für Hybridfahrzeuge bis Drehzahl Null ausgeweitet. Daher sind die Einflüsse der Eigenfrequenz der Prüfstandsmechanik durch geeignete Maßnahmen wie kleine Rotormasse und steife Ankopplung des Belastungsaggregats zu minimieren. Eine Lösung besteht darin, das Belastungsaggregat direkt an den Motor drehsteif anzuflanschen anstatt wie bei konventionellen Prüfständen über eine weiche Prüfstandswelle zu verbinden.
Anforderungen an Prüfstände für Hybridfahrzeuge
2006
12 Seiten, 9 Bilder, 4 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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