Serielle Hybridantriebe sind dadurch gekennzeichnet, daß im Gegensatz zu Parallelantrieben die Fahrzeugräder ausschließlich elektrisch angetrieben werden können. Die von der Wärmekraftmaschine abgegebene mechanische Energie wird mittels Generator und Elektromotor an die Räder übertragen. Im zwischen den elektromechanischen Energiewandlern entstehenden elektrischen Zwischenkreis ist üblicherweise ein elektrischer Energiespeicher angeordnet. In der vorliegenden Arbeit wird in zunächst theoretischen Betrachtungen erörtert, aufgrund welcher Phänomene die hybridspezifischen Betriebsstrategien Kraftstoffverbrauchs- und Abgasemissionsvorteile erwarten lassen. Um Betreiebsstrategien zu kennzeichnen werden Kennzahlen für die Nutzung günstiger Kennfeldbereiche und für die Phlegmatisierung, d. h. den Betrieb mit eingeschränkter Dynamik, entwickelt. Es werden experimentelle Arbeiten an serienmäßigen Otto- und Dieselmotoren vorgestellt, aus denen sich präzisere Aussagen zum Nutzen hybridspezifischer Betriebsstrategien ableiten lassen als aus herkömmlichen Längsdynamik-Simulationsrechnungen. In weiteren Untersuchungen werden die wichtigsten experimentell erprobten Verbrennungsmotor-Betriebsstrategien mit Simulationsmodellen des Otto- und des Dieselmotors nachgebildet. Im Rahmen einer die bisherigen Meß- und Simulationsergebnisse zusamenfassenden Gegenüberstellung von Otto- und Dieselmotor zeigt sich die insgesamt bessere Eignung des Ottomotors für den Einsatz in seriellen Hybridantriebssträngen. Schließlich werden die Betrachtungen auf den gesamten seriellen Hybridantriebsstrang ausgedehnt. Die Gegenüberstellung des günstigen Ottomotor-Wirkungsgrades und der Energieverluste durch die mehrfache Energiewandlung im seriellen Strang zeigt, daß speziell mit den Betriebsstrategien, bei denen der Verbrennungsmotor mit seiner Leistungsabgabe dem momentanen Leistungsbedarf des elektrischen Antriebes zumindest näherungsweise folgt, die geringsten Kraftstoffverbräuche erreicht werden, womit auch der zum Vergleich herangezogene konventionelle Antrieb unterboten werden kann.
Betriebsstrategien für serielle Hybridantriebe
Operation strategies for hybrid drives
1997
190 Seiten, Bilder, Tabellen, 75 Quellen
Theses
German
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