Erläutert wird die Simulation des gesamten Kühlkreislaufs eines Hybrid-LKWs. Zur virtuellen Betrachtung wird die kommerzielle 1 D-Thermalmanagementsoftware KULI verwendet. Der Fokus liegt auf der Modellierung der Wasserkreisläufe. Zusätzlich zu einem modernen LKW Kühlsystem, bestehend aus Hoch- und Niedertemperaturwasserkreislauf, sind noch zwei weitere Wasserkreisläufe zur Kühlung der Hybridkomponenten im Modell enthalten. Außerdem wird auch ein Klimakreislauf für die aktive Batteriekühlung mittels Chiller verwendet. Die für die Regelung notwendige Hybridstrategie ist im Simulationsmodell inkludiert. Um eine Straßenfahrt bzw. einen Aufwärmvorgang simulieren zu können, ist im Simulationsmodell ein einfaches Fahrsimulationsmodell enthalten. Als Eingabeparameter für die Simulation sind das Fahrprofil, die Umgebungsbedingungen und diverse Fahrzeugdaten notwendig. Weiteres ist ein Motormodell im Simulationsmodell enthalten, wodurch eine zusätzliche Untersuchung von Verbrauchseinsparungspotentialen ermöglicht wird. Anhand dieses Modells soll gezeigt werden, auf welche Weise das Thermalmanagement eines Hybrid-LKWs mittels Simulation durchgeführt werden kann. Die Auswertung der Simulationsergebnisse ermöglicht einerseits eine detaillierte Untersuchung der Fahrzeugkühlung und andererseits eine Analyse der Regelstrategie des Hybridcontrollers. Hinsichtlich der Fahrzeugkühlung können sowohl die Dimensionierung als auch die Optimierung der Kühlkomponenten betrachtet werden. Zudem wird durch die Simulation die Systemintegration erleichtert, da eine Vielzahl von unterschiedlichen Konzeptuntersuchungen relativ einfach und mit geringem Zeitaufwand durchgeführt werden können. Auf diese Weise können unter anderem Fragestellungen wie die Positionierung von Kühlkomponenten oder die Ermittlung von Kühlkreislaufverschaltungen beantwortet werden. Die Analyse der Regelstrategie des Hybridcontrollers kann wie das Beispiel zeigt direkt in KULI umgesetzt werden. Falls es sich jedoch um komplexe Regelstrategien handelt, besteht auch die Möglichkeit einer Koppelung mit anderen Programmen (z.B. Matlab/Simulink). Ein weiteres Ziel der Analyse ist die Ermittlung von Verbrauchseinsparungspotentialen. Dies erfolgt durch die Gegenüberstellung des herkömmlichen LKW-Modells und des Hybrid-LKW-Modells.
In the past few years hybrid vehicles have been in the Center of automotive engineering efforts, in particular in the field of passenger cars. But hybrid powertrains will also be important for commercial trucks. This focus an hybrid vehicles leads to high demands an thermal management since the additional components in a hybrid vehicle need appropriate cooling or even heating. In the given paper the simulation of a complete cooling system of a hybrid commercial vehicle will be explained. For this virtual examination the commercial 1D thermal management software KULI will be used, a co-simulation with several programs will not be done deliberately. Yet all aspects which are relevant for a global assessment of the thermal management are considered. The main focus is put on the investigation of appropriate concepts for the fluid circuits, including low and high temperature circuits, electric water pumps, etc. Moreover, also a refrigerant circuit with a chiller for active battery cooling will be used, the appropriate control strategy is implemented as well. For simulating transient profiles a simple driving simulation model is included, using road profile, ambient conditions, and various vehicle parameters as input. In addition an engine model is included which enables the investigation of fuel consumption potentials. This simulation model shows how the thermal management of a hybrid vehicle can be investigated with a single program and with reasonable effort.
Thermalsimulation eines Hybrid-LKW-Kühlsystems
2012
20 Seiten, 14 Bilder, 3 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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