Globale Erwärmung, Preisschock an den Tankstellen, Ende der Ölreserven und Kyotoprotokoll, sind Schlagworte die häufig in Zusammenhang mit Kraftstoffverbrauch in Fahrzeugen genannt werden und eine Herausforderung für die Automobilindustrie darstellen. Neben der Hybridisierung, mechanischen Optimierungen (Aerodynamik und Leichtbau) helfen Sensoren, elektronische Steuergeräte, intelligente Vernetzung und neue Softwarefunktionen, CO2-Emissionen und Kraftstoffverbrauch zu reduzieren. Lösungen, die Kraftfahrzeuge noch verbrauchseffizienter machen, werden seit langem diskutiert. Deren kostengünstige Umsetzung ist jedoch an Funktionen gekoppelt, welche sich lediglich elektronisch realisieren lassen ohne die Nebenziele einer uneingeschränkten Mobilität und hohem Fahrkomfort aus den Augen zu verlieren. Durch die Gaspedalstellung und die Gangwahl bestimmt der Fahrer den Arbeitspunkt (Drehzahl, Mitteldruck) des Verbrennungsmotors, der jedoch zu den meisten Zeitpunkten weit von dem für den Streckenverlauf optimalen Arbeitspunkt entfernt ist. Durch Benutzung von Navigationsdaten und Informationen über die Verkehrsinfrastruktur wird zunächst der für den jeweiligen Zeitpunkt unter Berücksichtigung der angestrebten Fahrdauer die optimalen Arbeitspunkte des Verbrennungsmotors bestimmt. Hierbei werden auch der Fahrerwunsch nach Fahrspaß (Dynamik), die Verkehrslage, die Ampelphasen, das Fahrziel und der Bedarf an sekundären Energieformen (Elektrik, Hydraulik, Thermik) beachtet. In einem zweiten Schritt wird die Verwendung und Wandlung in andere Energieformen des zum jeweiligen Zeitpunkt verfügbaren Drehmomentes optimiert. Hierbei spielt das elektrische Bordnetz aufgrund seiner Möglichkeit zur Energiespeicherung in der Batterie und seiner Relevanz für Komfortfunktionen eine gewichtige Rolle. Einerseits muss die Batterie zum effizienten Laden einen nicht zu niedrigen Ladezustand aufweisen, andererseits muss der Speicher zur Stützung energetischer Mangelzustände ausreichend geladen sein. Auch Komfortfunktionen wie beispielsweise die Sitzheizung werden in die Optimierung der Energieflüsse einbezogen. Der Vortrag spannt einen Bogen über die Themen Motivation, Verkehrsflussgesteuerte Fahrzeugoptimierung, Fahrzeugenergiemanagement mittels Power Trading, Batteriediagnose sowie Bordnetzmanagement in Zusammenhang mit neuen Funktionen wie Bremsenergierückgewinnung und Start-Stopp und präsentiert einen modularen, skalierbaren Ansatz.
Fahrzeug-Energie-Management: Intelligente Konzepte zur CO2-Reduzierung unter Einbeziehung der Infrastruktur
Vehicle-energy-management: Intelligent concepts involving infrastructure to reduce CO2-emissions
2006
23 Seiten, 14 Bilder
Conference paper
German
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