Am Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen Aachen (VKA) wurde eine Kombination aus Simulation und numerischen Optimierungsverfahren mit Design of Experiments (DoE) benutzt, um Verbrennungsmotor, Antriebsstrang und Betriebsstrategie für Fahrzeuge mit Hybridantrieb zu optimieren. Die Optimierung des Antriebsstrangs hatte dabei eine Minimierung des Kraftstoffverbrauchs im Neuen Europäischen Fahrzyklus (NEFZ) zum Ziel. Zusätzlich waren Randbedingungen hinsichtlich Beschleunigung, Elastizität und Steigfähigkeit zu erfüllen. Die Antriebsstrangkomponenten Verbrennungsmotor und elektrische Maschine sowie der Betriebsstrategie wird genauer erläutert. Das Simulationsmodell wurde mit dem Fahrzeugsimulationsprogramm GT Drive aufgebaut. Ein Abgleich der Simulationsmodelle mit Messdaten eines realen Hybridantriebfahrzeugs zeigt dabei sowohl für den Kraftstoffverbrauch als auch für den Verlauf des Batterie-Ladezustands sowie bei dem Verhalten der übrigen Antriebsstrangkomponenten eine gute Übereinstimmung. Die folgenden Schlüsse können aus den Optimierungsarbeiten gezogen werden: Auf kleine Fahrzeuge, vor allem mit leistungsverzweigtem Hybridantrieb, hat das Motorkonzept nur einen geringen Einfluss. Downsizing des Verbrennungsmotors hat für leistungsverzweigte Hybrid-Antriebsstränge in Kompaktklassefahrzeugen nur kleine Kraftstoffverbrauchseinsparungen zur Folge; diese steigen jedoch in Mittelklasse- und SUV-Klasse-Fahrzeugen deutlich an. Die installierte Gesamtleistung der elektrischen Maschinen ist in leistungsverzweigten Hybridantrieben rund vier Mal so hoch wie die in Parallelhybridantrieben. Insgesamt kann durch Hybridisierung eine Kraftstoffverbrauchseinsparung von 16 bis 27 % im NEFZ, in Abhängigkeit von Fahrzeugklasse und Motortyp, gegenüber konventionellen Antriebssträngen erzielt werden. Die Optimierung erfolgte für den NEFZ unter Berücksichtigung der Zielwerte für Beschleunigung und Elastizität; der Kraftstoffverbrauch bei höheren Motorlasten (zum Beispiel durch. Autobahnfahrten) ist in der Optimierung nicht berücksichtigt worden.


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    Title :

    Optimierte Auslegung von Ottomotoren in Hybrid-Antriebssträngen


    Contributors:

    Published in:

    Motortechnische Zeitschrift ; 68 , 7/8 ; 614-620


    Publication date :

    2007


    Size :

    7 Seiten, 8 Bilder, 5 Tabellen, 4 Quellen



    Type of media :

    Article (Journal)


    Type of material :

    Print


    Language :

    German






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