Der Gesamtwirkungsgrad eines Hybridfahrzeugs wird maßgeblich durch dessen Betriebsstrategie mitbestimmt. Für die Regelung der Triebstrangkomponenten existieren prädiktive und nicht-prädiktive Lösungen. Während prädiktive Betriebsstrategien den Fahrverlauf abschätzen und daraus eine optimale Lösung berechnen, arbeiten nicht-prädiktive Betriebsstrategien auf der Basis von Zustandsgrößen, anhand welcher der aktuelle Fahrzustand energetisch beurteilt und die Antriebskomponenten koordiniert werden. Die notwendige Verallgemeinerung der Regeln, um die Funktionalität der Betriebsstrategie in unbekannten Fahrzyklen zu gewährleisten, ist generell mit einer Abweichung vom zyklusspezifischen optimalen Betrieb verbunden. Dem entgegen muss die Betriebsstrategie für die Auslegung einer wirkungsgradoptimalen Triebstrangkonfiguration auf ein bekanntes Nutzungsmuster für Triebstrang und Zyklus angepasst werden. Es wird im Beitrag eine parameterbasierte Betriebsstrategie vorgestellt, die auf einfache Weise an Triebstrang und Fahrzyklus verbrauchsoptimal angepasst werden kann. Der regelbasierte Ansatz machte die Bewertung und Optimierung der Betriebsmodi notwendig. Im Fokus standen dabei das Laden der Batterie durch den Verbrennungsmotor während der Fahrt und das elektrische Fahren. Zur Bewertung der Lastpunktverschiebung wurde der nötige Kraftstoffmehraufwand pro erzeugter Batterieladung in Bezug zu einem Schwellenwert gesetzt. Dieser Vergleich wurde zudem für die Entwicklung eines Ladekennfelds verwendet, sodass sich entlang der gesamten Wirkungsgradkette ein betriebspunktabhängig optimaler Wirkungsgrad zum Laden der Batterie einstellt. Für die Bewertung von elektrischem Fahren wurden die potenzielle Kraftstoffeinsparung und der elektrische Energieaufwand ins Verhältnis gesetzt. Durch die Verknüpfung dieses Vergleichswertes mit der Batterieentladeleistung bei elektrischem Fahren konnte eine effiziente Regelung des Betriebsmodus' realisiert werden. Mittels einer Start-Stopp-Strategie wird das An- und Abschalten des Verbrennungsmotors verbrauchssparend koordiniert. In der Simulation wird mit einem Algorithmus die für elektrisches Fahren zulässige Batterieentladeleistung variiert und der Schwellenwert für Lastpunktverschiebung angepasst, bis die Batterieladung im Zyklus über das zeitliche Mittel ausgeglichen ist.
Regelbasierte Betriebsstrategie zur Vorauslegung von Hybridantriebssträngen
Automobiltechnische Zeitschrift - ATZ ; 116 , 3 ; 76-82
2014
7 Seiten, 10 Bilder, 3 Quellen
Article (Journal)
German
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