Der Verbrennungsmotor wird auch das nächste Jahrzehnt der Mobilität dominieren, aber er wird einen Partner bekommen, den Elektromotor. Die Kombination zweier Antriebsquellen in einem Fahrzeug eröffnet ein weites Feld verschiedenster möglicher Topologien. Der Antrieb des Fahrzeuges wird hierdurch immer komplexer, da alle Komponenten des Systems mit einander vernetzt sind. Die zusätzliche Momentenquelle Elektromotor hat direkte Auswirkungen auf das Design des Verbrennungsmotors. Es wird eine zusätzliche Energiequelle, die Batterie, benötigt. Diese beeinflusst im Zusammenspiel mit der Bauart und der Größe des Elektromotors maßgeblich die Effizienz des Antriebssystems, aber leider auch die Kosten. Auch das Getriebe darf man nicht vergessen, diesem kommt eine immer wichtigere Rolle als Bindeglied der Antriebsquellen zu und ermöglicht durch geeignete Konstruktion einen hoch integrierten Antriebstrang. Die Kernfrage bei der Systemauslegung ist: Wo liegt das Optimum? Zur Lösung dieser Kernfrage wird das Simulationstool "FEV-DOT" vorgestellt. Dieses Simulationstool besteht aus einer Kombination von statistischer Versuchsplanung, Längsdynamiksimulation und numerischer Optimierung. FEV DOT bietet die Möglichkeit den Antriebstrang hinsichtlich verschiedener Kriterien zu optimieren. Hierzu sind alle Systemkomponenten parametrisiert abgebildet und verschiedene Betriebsstrategien implementiert. Die Optimierung kann für verschiedene Topologien eines hybriden Antriebsstrangs durchgeführt werden. Nach der Definition der Zielwerte, z.B. Beschleunigung 0 bis 100 km/h, V(max), CO2 Emission, ermöglicht dieses Tool eine Vorauswahl der Systemkomponenten und liefert die benötigten Komponentengrößen zur Erreichung der vorgegebenen Zielwerte. In der Zukunft wird es zahlreiche, unterschiedlich aufgebaute hybride Antriebssysteme geben. Hierbei wird u.a. das Fahrzeugsegment darüber entscheiden, welche Lösung ein Optimum darstellt.
Also in the next decade, the combustion engine will be the dominating vehicle propulsion, but it will get a partner, the electric motor. The key question when designing these hybrid systems is: What is the optimum layout of the drivetrain components? To solve this key issue the simulation tool "FEV-DOT" is presented. This simulation tool consists of a combination of design of experiments, drive cycle simulation and numerical optimization. FEV DOT offers the possibility to optimize the drive train with respect to various criteria. The optimization includes all system components and implemented operation strategies. The optimization can be used for different topologies of a hybrid powertrain. After defining the target values, e.g. acceleration 0-100 km / h, maximum vehicle speed and CO2 emissions, this tool permits a pre-selection of system components and provides the necessary properties of all components to achieve the defined target values. The optimum drivetrain layout changes depending on the vehicle segment, the driving cycle and a lot of other factors.
Elektrifizierung der Verbrennungskraftmaschine und deren Konsequenz
Electrification of powertrain and the consequence for combustion engines
2011
16 Seiten, 14 Bilder, 2 Tabellen, 4 Quellen
Conference paper
German
Elektrifizierung des Antriebsstrangs und deren Auswirkung auf die Prueftechnik
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