Entwickelt wurde ein hocheffizienter Parallelhybrid-Antriebstrang einschließlich Motor, Getriebe, E-Maschine und Batterie. Dazu wurde ein 1.8L Ottomotor mit Abgasturbo-Aufladung, Direkteinspritzung mit zentral angeordneten Piezo-Injektoren mit bis zu 200 bar Einspritzdruck sowie Ein- und Auslassnockenwellenverstellung genutzt. Die Motorsteuerung erfolgt über ein eigens entwickeltes R/P-System. In einer weiteren Entwicklungsstufe verfügt der Motor über einen kontrollierten Selbstzündungsmodus (CAI - Controlled Auto Ignition) mit Brennraumrückführung welche durch variable Steuerzeiten und schaltbaren Ventilhub mittels Schaltschlepphebel realisiert wird. Als Getriebe kommt ein völlig neu entwickeltes Konzept zum Einsatz, bei welchem eine E-Maschine derart integriert ist, dass Verbrennungsmotor oder E-Maschine oder beide zusammen auf den Abtrieb wirken können. Damit lässt sich die Zugkraftunterbrechung während der Schaltpausen eliminieren, außerdem ist rein elektrischer Fahrbetrieb sowie auch Klimaanlagenbetrieb bei ausgeschaltetem Verbrennungsmotor möglich. Somit kombiniert dieses Getriebe die Vorteile eines Doppelkupplungsgetriebes mit dem Bauaufwand eines automatisierten Schaltgetriebes. Das Getriebe bietet 7 Verbrenner-Vorwärts-, 3 E-Maschinen-Vorwärtsgänge sowie 1 Rückwärtsgang. Die direkt am Getriebe angeflanschte Maschine ist wassergekühlt über den Niedertemperaturkreislauf. Eine Leistungselektronik (Integrated Power Unit IPU) regelt den Stromfluss zwischen Batterie und PMSM. Die im Motorraum befindliche IPU ist über einen Controller in den Hybrid-CAN eingebunden und ebenfalls über den Niedertemperaturkreislauf wassergekühlt. Ein zusätzlicher DC/DC-Wandler dient zur Umspannung von Batterie- auf Maschinenspannung über einen Zwischenkreis. Als Energiespeicher fungiert eine Lithium-Ionen-Batterie aus 3 H8-Modulen mit insgesamt 105 Zellen. Bei 388 V Nennspannung beträgt ihre Nennkapazität 2,4 kWh und ihre Nennleistung 70 kW. Die Steuerung erfolgt über ein Batteriemanagementsystem, welches aus dezentralen Messmodulen zur Aufnahme primärer Zellgrößen (Strom, Spannung, Temperaturen) sowie einer zentralen Recheneinheit besteht und mit dem Hybrid-CAN verbunden ist. Die Kühlung der Batterie erfolgt bei Bedarf über den Fahrzeugklimakreislauf. Zur Validierung und Optimierung der dazu neu entwickelten Hybrid and Transmission Control Unit (HTCU), wurde das Hybridfahrzeug in Matlab/Simulink modelliert, um ein "Model-in-the-Loop" zu erhalten. Ein aufgebauter Fahrzeugdemonstrator bestätigt eindrucksvoll die mit diesem Hybridantriebstrang erzielbaren Kraftstoffverbrauchseinsparungen von über 30% und Fahrverhalten aufgrund zugkraftunterbrechungsfreier Schaltung äquivalent zu AT-Getrieben.
Innovativer PKW-Hybridantrieb für Europa. Abschlussbericht
2011
122 Seiten, 103 Bilder, 6 Tabellen, 16 Quellen
Report
Deutsch
Personenkraftwagen , Parallelhybridantrieb , Otto-Direkteinspritzermotor , Abgasturboaufladung , Piezoeinspritzdüse , Nockenwellenverstellung , variable Ventilsteuerung , Ventilhub , Selbstzündung , Motorsteuerung , CAN-Bus , Gleichstrommotor , Spannungswandler , Lithiumionenbatterie , Fahrzeuggetriebe , Simulationsmodell , Demonstrationsmodell , Validierung , Optimierungsverfahren
Kraftfahrwesen | 2004
|