Hybride Automobilantriebe sind auf dem internationalen Markt, insbesondere in Japan und den USA über das Stadium des Nischenprodukts hinausgewachsen. Hybridantriebe sind dabei technologisch so weit ausgereift, dass eine Adaption der Technologie für andere Anwendungen attraktiv geworden ist. Gabelstapler und andere Arbeitsmaschinen werden als hybride Versionen angeboten und auch eingesetzt. Ebenso sind Landmaschinen mit dieselelektrischen Hybridantrieben verfügbar. Ökologische Aspekte spielen dabei eine untergeordnete Rolle. Haupteinsatzgrund für solche hybride Antriebssysteme sind die Nutzbarmachung der Vorteile elektrischer Antriebe, ohne deren größten Nachteil, der geringen Reichweite, in Kauf nehmen zu müssen. Neben den bereits genannten Anwendungsfällen existiert noch ein weiterer Markt, der für den Einsatz von hybriden Antrieben interessant ist. Im Bereich der Freizeitschifffahrt, sowohl Motor- als auch Segelyachten, bieten Hybridantriebe als Ersatz gängiger Dieselantriebe eine potentielle technische, aber auch ökonomische Nische. Im Prinzip stellt ein elektrischer Antrieb das ideale Konzept für Freizeitschiffe dar. Elektrische Antriebe sind leise, kompakt und wartungsarm. Allerdings kommt auch hier als limitierender Faktor die heutige Batterietechnologie mit beschränkter Reichweite zum Tragen. Durch Kombination eines elektrischen Antriebs mit einem gängigen Schiffsdieselmotor lassen sich sowohl Reichweite des Dieselantriebs als auch leiser elektrischer Vortrieb zumindest partiell nutzen. Im Rahmen dieser Arbeit wird der Entwurf und die Erprobung eines dieselelektrischen Hybridantriebs für Freizeitschiffe vorgestellt. Aufbauend auf dem Stand der hybriden Antriebstechnik bei Kraftfahrzeugen wird eine Methodik zur Adaption der automobilen Technologie auf ein anderes Anwendungsfeld aufgezeigt. Der Fokus liegt dabei auf den elektrischen Antriebskomponenten und dem elektrochemischen Energiespeicher.

    The term hybrid stands for an innovative and sophisticated technology that is presently development in the automotive industry. Leading automotive companies push the development of hybrid drive technology, especially, since this technology is a suitable replacement for combustion-powered motor vehicles. Toyota achieved the development step from a niche product to a market-ready hybrid technology Because of the extensive input from automotive manufacturers, nowadays, hybrid drive technology is state of the art and technologically mature enough that an adaption has become attractive enough for the application outside of the automotive sector. Back in the 80's of the last century diesel-electric drive systems were installed in underground mining vehicles. Today, a variety of machines is offered as hybrid versions, like forklifts and farm machinery. The primary reason for the use of hybrid drive technology is the ability to use electric drive technology without the limitations of its small range. In addition to the cases described, another market seems to be interested in hybrid technology. Pleasure vessels, like sailing and motor yachts, offer a niche market with high technical and economic potential for hybrid drive systems as replacement for diesel engines. Electric drives are silent, compact and require low maintenance and, therefore, represent an ideal approach to power pleasure vessels. However, battery technology has a limiting effect on the range. By combining an electric drive with a conventional marine diesel engine, both the high range of diesel propulsion and the silent operation of a powerful electric machine can be achieved in part. Due to the availability of a hybrid drive on board, the owner's desire for comfort can be fulfilled by using the powerful electrical machine as generator to provide electricity. The design of a hybrid drive system is a versatile and interdisciplinary task that cannot be achieved by only selecting already existing components. Several mechanical, electrical, controlling or software adaptions have to be developed. This thesis focuses on electrical components like drive system and energy storage. Based on automobile hybrid drive systems, a method to adapt the technology to other use cases is presented exemplarily by designing and testing a diesel-electric hybrid drive system for pleasure vessels. To ensure an optimal utilization of the energy storage, the behavior and performance of the selected batteries under cyclic load conditions are investigated in laboratory tests and results are presented. Since battery management has an essential importance, a method development for online-estimation of the battery condition is described. The performance of the electrical components like converter, electrical machine and energy storage device are tested under laboratory conditions as well as under real conditions on a prototype vessel. An implementation of the Maximum Power Point Tracking (MPPT) algorithm to optimize the energy output while sailing is presented and its efficiency demonstrated. Furthermore, emerging magnetic drag losses caused by the permanent-magnet electrical machine are evaluated while the vessel runs by diesel engine. The final goal is the development and testing of an integrated system that can persist on the market, where initially a diesel-electric parallel full hybrid drive system for pleasure vessels in a range from 40 ft to 50 ft will be introduced.


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    Konzeptauswahl und Entwicklung eines Pkw-Hybridantriebs

    Harbolla,B. / Buschhaus,W. / Tech.Hochsch.Aachen,Inst.f.Kraftfahrwesen,DE | Kraftfahrwesen | 1991





    Entwicklung eines elektrisch-mechanischleistungsverzweigten Hybridantriebs fürdieselbetriebene Nahverkehrszüge

    De Doncker, Rik Wivina Anna / Hoffmann, Hendrik / Jacobs, Georg et al. | DataCite | 2018