An der Technischen Universität München wird in Zusammenarbeit mit Industrie-Firmen ein neuer Hybrid-Antriebsstrang für PKW entwickelt. Dabei werden ein Dieselmotor und ein Elektromotor mit einem weit spreizenden, stufenlosen Getriebe (CVT) zu einer Parallel-Hybrid-Struktur kombiniert, die eine maximale Kraftstoffersparnis ermöglicht. Als elektrischer Energiespeicher kommen Doppelschichtkondensatoren zum Einsatz. Durch die Ausnutzung des Schwungradeffekts bei einer Übersetzungsverstellung des CVTs zum Start des Verbrennungsmotors kann ein schneller und vibrationsarmer Verbrennungsmotorstart durchgeführt werden. Da die Leistung des Elektromotors auch während des Verbrennungsmotorstarts vollständig zum Antrieb des Fahrzeugs genutzt werden kann, genügt ein relativ klein ausgelegter elektrischer Antrieb mit einer hohen Getriebeübersetzung. Aufgezeigt werden die Kraftstoff-Einsparpotenziale eines Hybrid-Fahrzeugs durch Rekuperation, durch Taktbetrieb und durch Verwendung eines CVT-Getriebes. Zudem wird der Aufbau und die Grundstruktur des an der TU-München entwickelten optimierten CVT-Hybrid-Antriebsstrangs vorgestellt. Anhand dieser Struktur werden statistische Methoden und Verfahren der nichtlinearen dynamischen Programmierung zur Auslegung der elektrischen Komponenten für den Antriebsstrang vorgestellt und weitere Auslegungskriterien für die Art und Größe der elektrischen Maschine wie auch des elektrischen Energiespeichers erklärt. Neben der Auslegung wird auf die Betriebsführung des Parallel-Hybrids eingegangen und ein Verfahren zum optimierten Onlinebetrieb des Hybridfahrzeugs vorgestellt. Des weiteren wird die Struktur des Gesamtfahrzeugreglers erklärt, in welchen die optimierte Betriebsführung eingebettet ist. Für das im Antriebsstrang vorhandene CVT-Getriebe wird eine Methode zur Regelung des CVT-Variators diskutiert. Aufbauend auf der Variatorregelung wird die Möglichkeit eines schnellen Schwungstarts des Verbrennungsmotors erläutert und Prüfstandsmessungen dazu gezeigt.
Der optimierte CVT-Hybrid: Auslegung, Betriebsführung, Regelung
2007
30 Seiten, 26 Bilder, 15 Quellen
Conference paper
German
Der optimierte CVT-Hybrid - Betriebsführung und Energiemanagement
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