Ein Hybridfahrzeug vereint die Vorteile des rein verbrennungsmotorischem Antriebs mit denen eines Elektrofahrzeuges. Bei kleinen Leistungen haben Verbrennungsmotoren relativ schlechte Wirkungsgrade, elektrische Komponenten verfügen hier jedoch über relativ gute Wirkungsgrade. Ein effizienterer Fahrzeugbetrieb ließe sich demnach erreichen, wenn der Verbrennungsmotor nur im Bereich guter Wirkungsgrade genutzt wird und im Bereich kleiner Leistungen durch den elektrischen Teil des Hybridantriebs ersetzt wird. In welchem Maße sich Einsparungen des Energieaufwands beim Betrieb von PKW mit Hybridantrieb realisieren lassen, ist Untersuchungsziel dieser Arbeit. Bezogen auf die mögliche Einsparung einer bestimmten Kraftstoffmenge wird anhand der Grenzkosten der wirtschaftlichen Vertretbarkeit der finanzielle Handlungsspielraum für verschiedene Szenarien gesellschaftlicher Entwicklung gezeigt. Danach werden die technischen Zusammenhänge erläutert, die für den Energiebedarf von PKW im Betrieb ursächlich sind. Dabei werden die Beiträge der einzelnen Einflüsse zum gesamten Energieaufwand und deren Verbesserungspotential angegeben. Neuartig ist die Zusammenfassung der Diskussion technischer Machbarkeit im Energieschaubild. Sie umfaßt alle den Energiebedarf von PKW im Betrieb beeinflussenden Größen: 1. Fahrzeugkonzept und Fahrzeugauslegung. 2. Auswahl und Anordnung der Antriebsstrangkomponenten. 3. Wirkungsgrade der Komponenten. 4. Betriebsweise der Komponenten. Bei Hybridfahrzeugen hat die Regelung des Antriebsstrangs eine besondere Bedeutung, sie entscheidet über Art und Aufteilung der zum Antrieb und Bremsen verwendeten Energie. Daher wird in der Arbeit die Regelung hybrider Antriebe näher untersucht. Zunächst werden die prinzipiellen Einflussmöglichkeiten einer Regelung erläutert und die Realisierung einer einfachen Regelung des Hybridantriebs dargestellt. Ausgehend von den erläuterten technischen Randbedingungen werden für einen fiktiven PKW der Energiebedarf des konventionellen PKW und des dauerleistungsgleichen Parallelhybrids berechnet und verglichen. Es werden die Beiträge einzelner Maßnahmen der Antriebsstrangregelung zur gesamten Energiebedarfseinsparung für beide Antriebsarten gezeigt und die Möglichkeit weiterer Energieeinsparung durch optimierte Regelung des Hybridantriebs diskutiert. Dazu wird eine neue Vorgehensweise zur Ermittlung antriebsstrangspezifischer, energetisch optimaler Lade- und Entladeleistung des Speichers vorgestellt. Der Einfluss späterer Entnahme zwischengespeicherter Energie auf den Energieaufwand wird gezeigt und daraus die Notwendigkeit von Anpassung und Vorausschau abgeleitet. Abschließend wird der mit optimierter Regelung berechnete Energieaufwand dem des konventionellen PKW und des Hybrid mit einfacher Regelung gegenübergestellt. Die Ergebnisse zeigen, dass der Parallelhybrid am ehesten geeignet ist, wirtschaftlich vertretbare Senkungen des Energieaufwands zu erreichen.
Möglichkeiten und Grenzen der Senkung des Energieaufwands beim Betrieb von PKW mit Hybridantrieb
2004
116 Seiten, Bilder, Tabellen, 35 Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
Möglichkeiten und Grenzen der Senkung des Energieaufwands bei Hybridantrieben
Tema Archiv | 2007
|Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit Hybridantrieb und Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb
Europäisches Patentamt | 2020
|Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit Hybridantrieb und Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb
Europäisches Patentamt | 2020
|