Hybridfahrzeuge leisten gegenüber konventionellen Fahrzeugen bereits heute einen Beitrag zur Verringerung des Schadstoffemissionen und Verbrauchs bei vergleichbaren Fahrleistungen. Dem Getriebe kommt hierbei im Zusammenspiel mit den integrierten E-Maschinen eine Schlüsselrolle zu, da mit Hilfe des Getriebes die Betriebspunkte der Verbrennungskraftmaschine (VKM) zu besseren Wirkungsgradbereichen verschoben werden können. Die Identifikation der kundenbezogenen Anforderungen eines Getriebes in einem Hybridantrieb kann hierbei mit Hilfe des 3F-Parameterraums erfolgen, der sich aus den Parametern Fahrer, Fahrzeug und Fahrumgebung aufspannt. Anhand von drei repräsentativen Kundentypen wird in diesem Beitrag der Einfluss auf die Getriebeeingangsmomente für ein konventionelles Fahrzeug, einen parallelen und einen leistungsverzweigten Dual-Mode Hybridantrieb dargestellt. Als Ergebnis der Untersuchungen wird für den leistungsverzweigten Hybridantrieb im Vergleich zum konventionellen und parallelen Antrieb eine Verschiebung der Beanspruchung des Getriebeeingangs festgestellt. Während im parallelen Hybridantrieb praktisch keine Änderungen in der Beanspruchungs-Zeit-Funktion des Getriebeeingangs auftreten, verschieben sich bei leistungsverzweigten Konzepten durch den stufenlosen Betrieb die Lastkollektive an der Getriebeeingangswelle zu höheren Momenten und geringeren Drehzahlen, wenn, wie im betrachteten Fall, eine betriebsoptimale Strategie verwendet wird, um den Verbrauch zu senken. Als weiteres Ergebnis wird das maximale Potential zur Verbrauchssenkung für die beiden hybriden Antriebsstränge berechnet, wobei Verluste durch die zusätzlich eingebrachten elektrischen Komponenten unberücksichtigt bleiben. Während sich für den parallelen Hybridantrieb Einsparungen von ca. 5-10 % aufgrund des rein elektrischen Fahrens ergeben, erzielt der leistungsverzweigte Dual-Mode Hybridantrieb aufgrund seiner Getriebefunktion Verbrauchssenkungen im Bereich von ca. 10-20 %.
Hybrid vehicles, in comparison to conventional vehicles, make a contribution to reducing fuel consumption and pollutant emission while holding up comparable driving performance. The gearbox, interacting with integrated electric machines, takes a key role in this process of improvement, for it makes an adjustment of the combustion engines operating point towards points of higher efficiency possible. The identification of customer related requirements for the transmission of a hybrid electric vehicle can be achieved with the DRV-parameter space which is composed of the parameters driver, road and vehicle. By means of three representative customer types this paper presents the influence of the gearbox input torque for a conventional vehicle and for a parallel type and power-split Dual Mode hybrid drive train. In comparison to conventional and parallel type drives the power-split hybrid electric drive train analysis reveal a shifting in the degree of the mechanical loads at the gearbox input. While parallel type hybrid electric drives show practically no change in the load-time-function at the gearbox input, the load populations of power-split concepts with continuous modes are moved towards higher torque and lower revolutions, when, as shown in this paper, using an optimum strategy of operation to reduce fuel consumption. Furthermore the maximum potential for fuel saving for both hybrid electric drives is calculated. Losses generated by additional electrical components remain unconsidered. While parallel type hybrid electric drive trains achieve fuel savings of approximately 5-10% on basis of electrical driving, power-split Dual Mode hybrid electric drive trains reach a reduction of fuel consumption by about 10-20% due to additional transmission functions.
Anforderungen an die Getriebe in Hybridantrieben
2006
24 Seiten, 15 Bilder, 16 Quellen
Conference paper
German
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