Hybridantriebe lassen sich in serielle, parallele und leistungsverzweigte Hybride unterteilen, wobei es innerhalb dieser Gruppen die verschiedensten Ausführungen von Hybridantrieben gibt. Bei Parallelhybriden lassen sich je nach Lage der Kupplung unterschiedliche Varianten darstellen. Die Kupplung kann zwischen Elektromaschine und Verbrennungsmotor oder zwischen Elektromaschine und Getriebe angeordnet sein, wobei sich jeweils unterschiedliche Funktionalitäten darstellen lassen. Die Ausführung mit zwei Kupplungen vereint die Möglichkeiten von beiden vorher genannten Varianten. Das elektrodynamische Anfahrelement (EDA) verbindet das Kraftstoffeinsparpotenzial eines Parallelhybrids mit den Vorzügen eines verschleißfreien Anfahrelements. Kennzeichnend für EDA ist, dass die Elektromaschine zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe über ein einstufiges Planetengetriebe angekoppelt und der Antriebstrang nicht mehr durch eine Anfahrkupplung trennbar ist. Dies eröffnet zusätzliche Möglichkeiten gegenüber den anderen Parallelhybridvarianten. Mit der vorgestellten Ausführung von EDA werden zusätzlich zu den Hybridfunktionen Stopp-Start, Boosten und Rekuperieren Antriebstrangfunktionen wie verschleißfreies Anfahren, Synchronisieren eines automatisierten Handschaltgetriebes und eine Anfahrhilfe für das Anfahren 'am Berg' dargestellt. Durch EDA entfallen Anlasser, Generator und Anfahrkupplung bzw. der hydrodynamische Wandler im Antriebstrang. Es wird immer mit laufendem Verbrennungsmotor verschleißfrei angefahren. Durch die gute Regelbarkeit der Elektromaschine wird eine Anfahrqualität wie mit einem hydrodynamischen Wandler erreicht. Das Anfahrverhalten ist nicht vom Ladezustand des Energiespeichers abhängig, wie bei Parallelhybriden, die rein elektrisch anfahren und während dessen den Verbrennungsmotor zustarten. Durch eine einfache Systemerweiterung können auch alle Hybridfunktionen wie rein elektrisches Fahren, Segelbetrieb und Rekuperieren bei abgekoppeltem Verbrennungsmotor realisiert werden. Die Mehrkosten des EDA-Systems werden zum Teil durch den Entfall des konventionellen Anfahrelements, des Generators und des Anlassers kompensiert. Beim Einsatz mit einem automatisierten Handschaltgetriebe kommt eine weitere Kostenreduktion durch Entfall der Synchronisierungen dazu, da auch deren Funktion durch EDA übernommen wird. Durch die Summe der beschriebenen Funktionen ist dieses System für den Einsatz in Stadtfahrzeugen aller Art geeignet, da im Stadtverkehr die größte Kraftstoffeinsparung erzielbar ist und die Vorteile des verschleißfreien Anfahrens und Schaltens voll zum Tragen kommen. Gemeinsam mit MAN Nutzfahrzeuge wurde ein Verteiler-LKW mit einem bei ZF entwickelten Funktionsprototyp des elektrodynamischen Anfahrelements ausgerüstet, die Funktionssoftware entwickelt und erste Betriebserfahrungen mit dem System gesammelt.
Hybrid propulsion systems can be subdivided into serial, parallel, and power-split hybrid drives. Within these categories, there are the most diverse versions of hybrid control. Depending on the arrangement of the clutch, various variants of parallel hybrid drives can be realized. The clutch may be located between the electric machine and the combustion engine or between the electric machine and the transmission, with each location permitting different functions. The twin-clutch version combines the features of the two latter variants. The electrodynamic starting element (EDA) combines the fuel-saving potential of a parallel hybrid drive with the advantages of a wear-free starting component. It is typical for the EDA version that the electric machine between combustion engine and transmission is linked via a singlestep planetary gear and that the drive train is no longer separable by means of a starting clutch. This opens up additional possibilities compared to other parallel hybrid variants. In addition to the hybrid functions - stop/start, boosting, and recuperation -, the EDA variant presented here realizes drive train functions, such as wear-free starting, synchronization of an automated manual transmission, and a starting-traction control system for uphill starts. With the EDA variant, the starter, the generator and the starting clutch or hydrodynamic converter in the drive train can be omitted. Wear-free starting with the combustion engine running is always guaranteed. On account of the good controllability of the electric machine, the starting quality of a hydrodynamic converter is realized. Starting behavior does not depend on the charge state of the energy storer as this is the case with parallel hybrid automobiles, which are characterized by purely electrical starts and activation of the combustion engine during starting. Simple system expansion permits all hybrid functions, such as purely electrical starts, coasting, and recuperation with decoupled combustion engine. Some of the extra cost of the EDA system is compensated by omission of the conventional starting component, the generator, and the starter. In combination with an automated manual transmission, further cost reduction through omission of the synchronizer is possible, since its function is also managed by the EDA system. On account of all the functions described, this system is suited for all types of city cars, since the greatest fuel-saving potential can be realized in the traffic of cities, where the benefits of wear-free starting and shifting can be fully utilized. Together with MAN Nutzfahrzeuge AG, a delivery truck has been equipped with a ZF-developed functional prototype of the electrodynamic starting element, for which ZF developed the functional software. First operating experience has been gained with this system.
Das elektrodynamische Anfahrelement - ein Hybridantrieb mit erweiterter Anfahrfunktionalität
2006
23 Seiten, 17 Bilder, 4 Quellen
Conference paper
German
Das elektrodynamische Anfahrelement - ein Hybridantrieb mit erweiterter Funktionalitaet
Automotive engineering | 2006
|Das elektrodynamische Anfahrelement - ein Hybridantrieb mit erweiterter Anfahrfunktionalitat
British Library Conference Proceedings | 2006
|Elektrodynamische Gleisbremsen
IuD Bahn | 1995
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