Gegenstand dieses Beitrages ist die Darstellung aktueller Hybridfahrzeugkonzepte und deren Konzeptvergleich. Bei diesen Konzepten handelt es sich um das Plug-In und das Range-Extender Hybridfahrzeug. Nach allgemeiner Vorstellung der Konzepte werden eine Plug-In Hybridstruktur und ein Range-Extender Antriebsstrang (REV) für ein Kompaktklasse-Fahrzeug mit Hilfe einer Längsdynamiksimulation ausgelegt und untersucht. Die Plug-In Hybridvariante verfügt über eine parallele Antriebsstrangstruktur mit Ottomotor, Trennkupplung, Elektromotor und Doppelkupplungsgetriebe. Die Range-Extender Variante ist ein serieller Hybrid bestehend aus Ottomotor, Generator, Elektromotor und Getriebestufe. Die Auslegung der Antriebskomponenten aller Varianten erfolgt unter Berücksichtigung identischer Fahrleistungen. Als Referenz wird jeweils die konventionelle Hybridfahrzeugvariante analysiert. Bereits in der Auslegungsphase werden verschiedene Nachteile des REV-Konzepts deutlich. Insbesondere das höhere Fahrzeuggewicht im Vergleich zur Plug-In Variante, aufgrund der hohen verbauten elektrischen Leistung verursacht unvorteilhafte Voraussetzungen für den energetischen Vergleich. Die Simulationsergebnisse des rein elektrischen Betriebs verdeutlichen, dass der Energieverbrauch beider Varianten ähnlich ist, jedoch insgesamt Vorteile für die Plug-In Variante überwiegen. Außerdem wird deutlich, dass für das Konzept des Range Extender eine gewisse elektrische Reichweite nötig ist, damit der serielle Hybridbetrieb nur selten eingesetzt werden muss. Das Plug-In Hybridfahrzeug hingegen kann durch die Kombination aus Verbrennungsmotor und Getriebe auch bei entladener Batterie einen guten Antriebsstrangwirkungsgrad darstellen, insbesondere bei Zyklen mit einem hohen Anteil an außerstädtischem Betrieb zeigt sich ein deutlicher Vorteil gegenüber dem seriellen Range Extender.
Autark, Plug-In oder Range Extender? Ein simulationsgestützter Vergleich aktueller Hybridfahrzeugkonzepte
Conventional HEV, plug-in or range extender? A conceptual comparison of modern HEVs based on simulations
2009
32 Seiten, 29 Bilder, 10 Quellen
Conference paper
German
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