Die Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs von Kraftfahrzeugen ist nach wie vor ein zentrales Thema der Motor- und Antriebsstrangentwicklung. Neben wirtschaftlichen Gründen haben in den letzten Jahren auch die geänderten politischen und gesellschaftlichen Rahmenbedingungen zur Bedeutung dieses Themas beigetragen. Einen interessanten Ansatz stellen dabei die Hybridfahrzeuge dar, die den konventionellen Antriebsstrang um ein elektrisches Antriebssystem ergänzen. Das Konzept des Minimalhybrid verfügt außerdem über ein automatisiertes Schaltgetriebe und zwei Kupplungen, wodurch sich eine Reihe von zusätzlichen Freiheitsgraden gegenüber konventionellen Antriebssträngen ergibt. Wesentliches Merkmal des Minimalhybrids ist eine Batterie mit geringem Energieinhalt, mit der das elektrische Fahren nur in engen Grenzen möglich ist. Gegenstand dieser Arbeit ist die Entwicklung einer Betriebsstrategie für einen Minimalhybrid-Antriebsstrang. Neben der Minimierung des Kraftstoffverbrauchs werden als Ziele auch ein hoher Fahrkomfort, die Optimierung der Batterielebensdauer und die selbständige Anpassung an die wechselnden Betriebsbedingungen im realen Fahrbetrieb verfolgt. Die Strategie setzt dazu die Vorgaben des Fahrers im Sinne einer übergeordneten Regelung in entsprechende Sollvorgaben der Antriebsstrangkomponenten um. Es ergeben sich drei wesentliche Schwerpunkte als Ziel der Arbeit. Den ersten Schwerpunkt bildet die Erstellung eines dynamischen Modells des Antriebsstrangs und der Bordnetze. Es bildet die Grundlage für den modellgestützten Funktionsentwurf und dient auch als Basis für die Simulationen zur Verbrauchsberechnung. Der modulare Aufbau des Modells ermöglicht es, verschiedene Varianten von Fahrzeugkomponenten bzw. verschiedene Fahrzeugklassen mit geringem Aufwand zu untersuchen und zu vergleichen. Die Simulationsumgebung beinhaltet auch ein Fahrermodell zur Geschwindigkeitsregelung und die Vorgabe von Fahrzyklen. Mit Hilfe von Geschwindigkeits- und Lastprofilen aus Messfahrten kann so der reale, kundenrelevante Betrieb betrachtet werden. Im zweiten Teil werden Einsparpotenziale für Hybridfahrzeuge im realen Fahrbetrieb untersucht. Dazu wurde auf Grundlage von statistischen Daten über den Einsatz von Pkws in Deutschland ein Rundkurs definiert. Die Strecke wurde so gewählt, dass eine möglichst hohe Bandbreite an Fahraufgaben abgedeckt ist und so aussagekräftige Ergebnisse erreicht werden können. Die im Rahmen der umfangreichen Untersuchungen gewonnenen Geschwindigkeits- und Neigungsprofile dienen als Grundlage für die Verbrauchsberechnungen des realen Fahrbetriebs. Als dritter Schwerpunkt wird eine Betriebsstrategie für einen Minimalhybrid-Antriebsstrang entwickelt. Basierend auf den Erkenntnissen zum realen Fahrbetrieb werden die beiden Antriebssysteme und das automatisierte Schaltgetriebe so angesteuert, dass eine Verbrauchsreduktion ohne Einschränkungen des Fahrkomforts erreicht wird. Zur Beherrschung der zahlreichen und komplexen Funktionen verfügt die Betriebsstrategie über einen hierarchischen Aufbau und eine zentrale Verwaltung der Betriebsarten (hybrid, elektrisch) und Antriebszustände (Stand, Beschleunigung, Verzögerung, Anfahren). Mit Hilfe eines neu entwickelten Verfahrens zur Bewertung der in der Batterie gespeicherten Energie wird ein direkter Vergleich der beiden Antriebssysteme ermöglicht und bildet somit eine Entscheidungsgrundlage beim Antrieb des Fahrzeugs und bei der Bereitstellung von elektrischer Energie für die Bordnetze. Auf diese Weise kann den stark unterschiedlichen Bedingungen des realen Fahrbetriebs Rechnung getragen werden.


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    Title :

    Betriebsstrategie für einen Minimalhybrid-Antriebsstrang


    Contributors:


    Publication date :

    2004


    Size :

    141 Seiten, Bilder, Tabellen, 138 Quellen




    Type of media :

    Theses


    Type of material :

    Print


    Language :

    German






    Betriebsstrategie fuer einen Minimalhybrid Antriebsstrang

    Fried,O. / Univ.Stuttgart,DE | Automotive engineering | 2003



    Betriebsstrategie fuer einen parallelen Hybridantrieb

    Schudeleit,M. / Tech.Univ.Braunschweig,DE | Automotive engineering | 2015