Durch elektrische Hybridfahrzeuge (engl. HEV: Hybrid Electric Vehicles) können Kraftstoff eingespart, der Fahrspaß gesteigert und Emissionen reduziert werden. Es ist eine Vielzahl von HEV-Topologien bzw. HEV-Konfigurationen denkbar. Für diese Varianten ist zu untersuchen, welche Verbrennungsmotorkonzepte besonders geeignet sind. Wegen der Vielzahl von möglichen Ausführungen und der Komplexität von HEV-Systemen bedarf es ausführlicher Simulationsstudien, um vorteilhafte Konfigurationen und deren Kosten zu identifizieren und Potenziale hinsichtlich Verbrauch und ggf. Emissionen zu ermitteln. Für eine Kombination mit einem elektrischen Antrieb bieten sowohl Otto-, als auch Dieselmotoren Ansatzpunkte, jedoch mit unterschiedlicher Zielrichtung für die Optimierung der Betriebsstrategie. Gegenwärtig liegt ein Verbesserungsbedarf von Dieselmotoren bei NOx- und Partikel-Emissionen. Durch eine Verschiebung der Motorbetriebspunkte in Bereiche niedrigerer Emissionen können an dieser Stelle Verbesserungen erzielt werden. Bei Verwendung eines Ottomotors wird die Betriebsstrategie auf eine Einsparung von Kraftstoff ausgelegt. Es sind Ausführungen mit einfachen und optimierten Verbrennungsmotoren denkbar, wobei Auswirkungen auf die Dimensionierung der elektrischen Komponenten zu beachten sind. Alle Optimierungsstrategien sind unter dem Aspekt kostengünstiger Konzepte zu betrachten. Ein zeiteffizientes modellgestütztes Vorgehen zur Analyse verschiedener Hybridfahrzeug-Konzepte ist insbesondere dann wertvoll, wenn eine Vielzahl an unterschiedlichen Konfigurationen untersucht werden soll. Außerdem können Auswirkungen von geänderten Randbedingungen oder Prämissen auf Komponentendimensionierungen in kurzer Zeit ermittelt werden. Die Auswertung der Simulationsstudien führt zu folgenden Schlussfolgerungen: Im Hybridfahrzeug ist die Verwendung von einfachen, kostengünstigen Verbrennungsmotoren (z.B. PFI (Port Fuel Injection)-HEV) unter bestimmten Randbedingungen ebenso sinnvoll wie die Verwendung von optimierten Verbrennungsmotoren (z.B. GDI (Gasoline Direct Injection)-HEV). Bei der Verwendung eines PFI mit schlechtem Teillastverbrauch ergibt sich ein hohes relatives Verbrauchseinsparpotenzial vor allem im Stadtbetrieb. Dabei ist eine leistungsstarke Auslegung der elektrischen Komponenten sinnvoll. Optimierte Verbrennungsmotoren mit höheren Herstellkosten (GDI, Diesel) führen zu niedrigeren Absolutverbrauchswerten. Eine Optimierung der Auslegung des elektrischen Systems führt in diesem Fall zu Komponenten geringerer Leistungen. Diesel-HEV sind eine Lösung für niedrigen Stadt- und gleichzeitig niedrigen Überlandverbrauch. Sie sind allerdings mit hohen Kosten verbunden. Bei NOx-optimierter Betriebsstrategie ergeben sich Einsparpotenziale bei der Abgasnachbehandlung.


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    Title :

    Optimierte Betriebsstrategien für Diesel- und Ottomotoren in Hybridanwendungen


    Contributors:


    Publication date :

    2005


    Size :

    11 Seiten, 5 Bilder, 5 Quellen



    Type of media :

    Conference paper


    Type of material :

    Print


    Language :

    German