Für eine breite Akzeptanz von Hybridantrieben wird neben dem vom Kunden tatsächlich umsetzbaren Verbrauchspotenzial zunehmend das Thema Fahrspaß entscheidend. Diese Anforderungen können zwar vielfach mit einem Powersplit-Vollhybrid sehr gut abgedeckt werden, führen jedoch zu signifikanten Mehrkosten. Analysiert man die durch Hybridisierung eines Ottomotors darstellbaren Verbrauchspotentiale, so ist weniger die mittels Rekuperation der Verzögerungsenergie oder Leerlaufabschaltung, sondern insbesondere die durch Lastpunktverschiebung mögliche Verbrauchsreduzierung attraktiv. Die Kombination eines abgasturboaufgeladenen, direkteinspritzenden Ottomotor mit einem Parallelhybrid mit einer E-Maschine in der Größenordnung von 15 kW stellt für ein Mittelklassefahrzeug aus zwei Gründen eine höchst kosteneffiziente Lösung dar: 1. Die Volllastcharakteristik des Otto-Turbomotors in Kombination mit der Dynamikunterstützung der E-Maschine erlaubt eine Systemauslegung (lange Antriebsübersetzung) mit der ein Großteil des durch einen Powersplit-Vollhybrid möglichen Verbrauchspotenzials wesentlich einfacher und kostengünstiger erschlossen wird bei besserer Fahrdynamik und resultierendem Fahrspaß. - Die Überlastfähigkeit des Otto-Turbomotors (Overboost) ergibt durch die auch unter 'Worst -case' Betriebsbedingungen praktisch permanent verfügbare Nachlademöglichkeit des Energiespeichers einen Stufensprung im Tradeoff zwischen Fahrspaßanhebung und erforderlicher elektrischer Speicherkapazität. Dabei erweist sich im Gegensatz zu bekannten Ansätzen eine stark drehmomentorientierte Auslegung des Otto-Turbomotors als vorteilhaft. Dadurch kann mit vergleichbar geringen Zusatzkosten beim Verbrennungsmotor der erforderliche Mehraufwand auf der elektrischen Seite überproportional reduziert werden, womit sich für das Gesamtsystem ein gegenüber anderen Hybridkonzepten deutlich verbessertes Kosten / Nutzen Verhältnis ergibt. Unter Einsatz neuer dynamischer Betriebsstrategien wird damit bereits mit einer vergleichbar einfachen Kombination von manuellem Schaltgetriebe, Ottomotor mit Abgasturboaufladung und einer 15kW E-Maschine das durch einen wesentlich aufwändigeren Powersplit-Vollhybrid mögliche Verbrauchsund Fahrspaßpotential weitgehend auf deutlich niedrigerem Kostenniveau erreicht. Als nächster Schritt bietet sich die Kombination des Turbohybrid-Konzeptes mit einem Doppelkupplungsgetriebe an.

    For hybrid drives to gain wide acceptance, the decisive features will be not only the customer's achievable fuel consumption improvement but also, and increasingly, the area of driving pleasure. These requirements can indeed be met many times over through the use of a power split full hybrid, albeit at substantially increased cost. If one analyses the potential fuel savings achievable through hybridizing a gasoline engine, the potential consumption reduction through load shifting specifically is more attractive than that available through recuperation of deceleration energy and idle switchoff. Here, the combination of an exhaust gas turbocharged, gasoline direct injection engine with a parallel hybrid in the power range of 15 kW offers a highly costefficient solution for mid class passenger cars for two reasons: The full load characteristic of a turbocharged gasoline engine in combination with the transient torque boost by the electric motor enables fuel consumption optimised transmission ratios. This in turn leads to a fuel consumption reduction nearly on the level of the power split Hybrid at overall better driving pleasure but much less drive train expense and complexity. The overboost capability of the turbocharged gasoline engine guarantees driving performance and enables recharge of the energy storage system even under worst case driving conditions. This leads to an improved trade off between increased driving pleasure and required energy storage capacity. Contrary to actual proposed systems the dedicated low end torque characteristic of the combustion engine is the key for the advantages of the proposed TurboHybrid drive train. As a result, a comparatively small additional outlay on the engine allows the additional investment necessary on the electrical side to be reduced by a greater proportion, yielding for the whole system a significantly better cost / benefit ratio than for other hybrid concepts. Through the application of new dynamic operating strategies, it is already possible to achieve largely the same potential consumption and driving pleasure improvements with a comparatively simple combination of manual transmission, gasoline engine with turbocharger and 15kW motor as those available from a significantly more complex power split full hybrid, and this at a significantly lower cost. The next significant step forward in the direction of further improvements in customers' driving pleasure and fuel savings can be seen in the combination of the turbo hybrid concept with a dual clutch transmission.


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    Title :

    Der Turbohybrid - gesamtheitlicher Ansatz für einen modernen Ottohybrid-Antrieb


    Contributors:


    Publication date :

    2005


    Size :

    25 Seiten, 19 Bilder, 8 Quellen




    Type of media :

    Conference paper


    Type of material :

    Print


    Language :

    German




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