Mit der Entwicklung von Hybridantriebssystemen sind neue Freiheitsgrade verbunden. Diese Freiheitsgrade müssen beherrscht werden, um die Potenziale hinsichtlich Verbrauch, Schadstoffemissionen und Fahrverhalten erschließen zu können. Die Herausforderung besteht darin, in frühen Projektphasen verschiedene Topologien, Komponenten und Betriebsstrategien zu bewerten. Mithilfe von Simulationen kann zwar die Erfüllung der Fahrzeuganforderungen abgeschätzt werden, eine Bewertung des Fahrerlebnisses wird bisher jedoch meist durch den Aufbau von teuren Konzeptprototypen realisiert. In einer Forschungskooperation zwischen IPEK - Institut für Produktentwicklung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und der BMW Group wurde mit dem IPEK X in the Loop-Ansatz eine geschlossene Toolkette zur Validierung von Hybridantrieben entwickelt. Diese integriert Simulationen, Prüfstands- und Fahrversuche. Wesentlicher Teil dieser Toolkette ist ein Hybrid-Erlebnis-Prototyp (HEP). Im HEP können verschiedenste Topologien, Komponenten und Betriebsstrategien eines Hybridfahrzeugs im Zusammenspiel erlebt und in unterschiedlichen Fahrsituationen beurteilt werden. Der Hybridantrieb wird dabei nicht physisch aufgebaut, sondern über ein Modell in einem bestehenden Elektrofahrzeug emuliert. Ein Soundsystem gibt das Verbrennungsmotorgeräusch wieder und ergänzt zusammen mit einer digitalen Anzeige das Fahrerlebnis. Parallel zur rechnergestützten Simulation bietet der HEP damit eine effiziente Möglichkeit zur subjektiven Bewertung von Antriebssystemen. Mithilfe der frei programmierbaren und applizierbaren Modellstruktur können in sehr kurzer Zeit verschiedene Varianten gegenübergestellt und beurteilt werden. Der HEP ist damit ein Instrument zur Komplexitätsbeherrschung und ermöglicht eine Vorverlagerung von Entscheidungsumfängen im Entwicklungsprozess. Die Anzahl und die Kosten für physische Antriebsprototypen zur Validierung können speziell in der frühen Phase deutlich reduziert werden. Im Rahmen des Beitrags wird sowohl auf die Hardware des HEP als auch auf die Erstellung und Verifikation des Hybridmodells eingegangen. Außerdem wird der Mehrwert der Methode an einer Probandenstudie zum Thema "Dynamik beim Verbrennungsmotor-Zustart" verdeutlicht.
Darstellung und Bewertung von Hybridantrieben mit einem Hybrid-Erlebnis-Prototypen
2014
17 Seiten, Bilder, 13 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Datenträger
Deutsch
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