Hybridsysteme bieten die Möglichkeit, praxistaugliche Fahrzyklen und einen energieeffizienten Fahrzeugbetrieb miteinander zu vereinen. Neben den etablierten und verhältnismäßig oft eingesetzten Batterien existieren weitere Speichersysteme, deren Eigenschaften sich wesentlich voneinander unterscheiden. Zu ihnen gehören Supercaps, Druckluft- und Hydraulikspeicher sowie Schwungräder. Nicht jedes Sekundärspeicherprinzip ist gleich gut geeignet. Im Beitrag werden spezifische Eigenschaften, Anforderungen und die sich daraus ergebenden Herausforderungen am Beispiel eines Schwungradspeichers (Flywheel) betrachtet. Diskutiert werden Schwungradspeicher auf Komponenten- und Systemebene, aber auch Fragestellungen, die das Systemverhalten im Kontext von realem Fahrbetrieb und anwendungsspezifischen Betriebsstrategien bestimmen. Zunächst wird die Simulation von Zyklen und Strategien im öffentlichen Nahverkehr näher dargestellt. Für die beschriebene Simulation wurde ein geschlossen lösbarer, analytischer Ansatz auf Basis der dynamischen Fahrwiderstandsgleichung des gesamten Fahrzeugs gewählt. Dieser erlaubt eine einfache und schnelle Parametervariation aufgrund der extrem kurzen Rechenzeiten. Ausgewählte Szenarien und Betriebspunkte wurden mithilfe eines umfangreichen, kennfeldbasierten Matlab Simulink-Modells der TU Graz verifiziert. Betriebsbedingungen und Anforderungen an den Hybridspeicher werden thematisiert. Die spezifischen Eigenschaften diverser Energiespeicher werden dargestellt. Abschließend wird auf den Aufbau und die Auslegung von Flywheel-Speichersystemen näher eingegangen. Es besteht die Möglichkeit, den Energieinhalt und die Leistung eines elektromechanischen Flywheel-Speichers unabhängig voneinander konstruktiv festzulegen. Die Auslegung eines solchen Energiespeichers stellt ein interdisziplinäres, multidimensionales Optimierungsproblem dar.
Schwungrad-Hybridantriebe im Vergleich mit konventionellen und alternativen Konzepten
Automobiltechnische Zeitschrift - ATZ ; 116 , 10 ; 72-77
2014
6 Seiten, 10 Bilder, 9 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
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