Erweiterung der vergleichenden Bewertung von parallelhybriden Antriebssträngen zur Berücksichtigung von Getriebeeigenschaften

Von:

Jean-Eric Schleiffer

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Im Rahmen der Entwicklung von hybriden Antriebssträngen müssen eine Vielzahl von Kriterien im Spannungsfeld von Energieeffizienz, Kosten, Kundenakzeptanz, technischer Realisierbarkeit und ökologischer Bewertung berücksichtigt werden. Aufgrund der Komplexität des mechatronischen Gesamtsystems werden hierfür Methoden der modellbasierten Entwicklung angewendet. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Problemstellung, Getriebeeigenschaften bereits in frühen Phasen des Entwicklungsprozesses im Rahmen von Konzeptentscheidungen berücksichtigen zu können, um einen fairen Vergleich von Ausführungsvarianten zu ermöglichen. Hierzu werden Erweiterungen zur vergleichenden Bewertung parallelhybrider Antriebsstränge mittels Simulation vorgeschlagen. Diese Arbeit fokussiert dabei parallelhybride Antriebsstränge, welche mit Hilfe von Systemdienstleistungen des elektrischen Antriebs zusätzliche mechanische Komponenten, die im konventionellen Antriebsstrang Getriebefunktionen übernehmen, substituieren und damit die mechanischen Aufwände auf Getriebeseite reduzieren können. Aus dem strukturellen Aufbau dieser untersuchten Klasse von Ausprägungsformen hybrider Antriebsstränge resultiert die zentrale Herausforderung der Arbeit: Durch die Interaktion von Verbrennungsmotor und E-Maschine über das Getriebe entstehen Wechselwirkungen zwischen der Ansteuerung des Antriebsstrangs auf System-Ebene und den Verlusteigenschaften des Getriebesystems. Zur Berücksichtigung von Getriebeeigenschaften im Bewertungsprozess wird ein Vorgehensmodell vorgeschlagen sowie Erweiterungen von Simulation und Betriebsstrategie umgesetzt. Die Potenziale der erweiterten Betriebsstrategie im Vergleich zu einer Basis-Betriebsstrategie werden anhand von Zyklussimulationen dargestellt.