Hybridfahrzeuge ermöglichen eine signifikante Reduzierung von Kraftstoffverbrauch und Emissionen. Grundlage hierfür ist eine optimal abgestimmte Betriebsstrategie, die alle Randbedingungen und Auslegungsziele des Hybridfahrzeugs berücksichtigt. Durch die immer stärkere Elektrifizierung des Antriebsstrangs erweitert sich der mögliche Betriebsbereich des hybriden Antriebssystems, wodurch die Freiheitsgrade bei der Auslegung der Betriebsstrategie ansteigen. Zur Auslegung von Hybridfahrzeug und Betriebsstrategie werden daher in verschiedenen Phasen des Entwicklungsprozesses Simulationswerkzeuge eingesetzt. Neben den in der Simulation gut darstellbaren Auslegungsgrößen Kraftstoffverbrauch, Fahrleistung, Effizienz und Bauteilbelastungen, müssen auch die Emissionen des Fahrzeugs berücksichtigt werden. Die Untersuchung der Emissionen durch simulative Methoden ist, mit vertretbarem Aufwand im Rahmen der Betriebsstrategieauslegung, nicht mit ausreichender Genauigkeit möglich. Daher erfolgen Emissionsuntersuchungen experimentell an Motoren- oder Rollenprüfständen. Es wird eine Methode vorgestellt, mit der Simulationsmodelle durchgängig im Entwicklungsprozess verwendet werden. Ausgehend von der Offline-Simulation werden die Simulationsmodelle zur mathematischen Optimierung sowie im Rahmen eines Engine-in-the-Loop Prüfstandes eingesetzt. Grundvoraussetzung hierfür ist der modulare Aufbau der Simulationsmodelle sowie die Definition von Schnittstellenadaptern, die eine durchgängige Nutzung der Simulationsmodelle erst ermöglicht. Nach Beschreibung der erforderlichen Prozesskette wird gezeigt, wie die in der Offline-Simulation verwendeten Simulationsmodelle schrittweise in die Prüfstandumgebung integriert werden. Durch einen Abgleich verschiedener Fahrzeug- und Triebstranggrößen im hybridischen Fahrbetrieb kann gezeigt werden, dass offline optimierte Parameter der Betriebsstrategie in die Prüfstandumgebung übertragbar sind und dort ein grundsätzlich gleichartiges Verhalten von Fahrzeug und Verbrennungsmotor aufweisen wie in der Offline-Simulation.

    Hybrid vehicles enable significant reductions in fuel consumption and emissions. The basis for this is an optimally calibrated operating strategy that considers all constraints and design objectives of the hybrid vehicle. Due to the increasing electrification of the powertrain, the possible operating range of the vehicle is extended, which increases the degrees of freedom in the design of the operation strategy. Therefore, for the design of hybrid vehicle and control strategy, simulation tools are used at different stages of the development process. In addition to the design objectives fuel economy, driving performance, efficiency and component loads, which can be determined in simulation precisely, also the emissions of the vehicle must be considered. The analysis of the vehicles emissions by simulative methods in the context of operation strategy design, is not possible with reasonable effort and sufficient accuracy. Thus emissions are investigated experimentally on engine testbeds or chassis dynometers. In this paper, a method is presented, where consistent simulation models are used throughout the development process. Starting from the offline simulation, the simulation models are used for mathematical optimization and are implemented on a test bench environment for an Engine-in-the-Loop concept. Prerequisite for this is the modular architecture of the simulation models and the definition of interface adapters that enable the consistent use of the simulation models. After description of the required process chain, it is shown how the offline used simulation models can be stepwise implemented in the testbed environment. By comparing different vehicle and powertrain states in hybrid driving, it could be shown that offline optimized operation strategy parameters can be transferred into the testbed environment and that a generally similar behavior of vehicle and engine on both development environments can be attested.


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    Titel :

    Durchgängige Nutzung von Simulationsmodellen im Entwicklungsprozess von Hybridfahrzeugen - Von der Simulation über Optimierung an den Prüfstand


    Weitere Titelangaben:

    Consistent application of simulation models in hybrid powertrain development - From simulation to optimization to test bed


    Beteiligte:
    Manheller, P. (Autor:in) / Rauner, T. (Autor:in) / Spiegel, L. (Autor:in) / Combo, T. (Autor:in) / Brodbeck, P. (Autor:in)


    Erscheinungsdatum :

    2013


    Format / Umfang :

    11 Seiten, 10 Bilder, 3 Quellen



    Medientyp :

    Aufsatz (Konferenz)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch , Englisch




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