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VORTRAG
29.09.2016

FEV Hybrid System Benchmark: Zusammenspiel von Versuch, Simulation und Systemauslegung

Vortrag bei VPC - Simulation und Test 2016
18. MTZ-Fachtagung

Engineering-Prozesse
Referent(in): Dr. Edoardo Pietro Morra, F. Glados, Dr. M. Espig, Dr. A. Awarke, Dr. M. Stapelbroek, FEV GmbH;
Co-Autor(en): M. Lenz, Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen (VKA), RWTH Aachen University

Eine immer strengere Gesetzgebung hinsichtlich der CO2-Emissionen und den damit verbundenen Zielen spricht für eine systematische Elektrifizierung des Antriebsstrangs. Dementsprechend ist eine Vielzahl von elektrifizierten Antriebskonzepten und Topologien bereits auf dem Markt verfügbar, die jeweils ihre eigenen spezifischen Vor- und Nachteile aufweisen.
Die Ergebnisse aus Benchmark-Untersuchungen zum aktuellen Stand der Technik bieten wesentliche Einblicke in die Produktzykluspläne verschiedener OEM und die jeweiligen entsprechenden Entwicklungsentscheidungen in Hinblick auf aktuelle und zukünftige elektrifizierte Fahrzeuge. In diesem Zusammenhang können als Ziele die beste Performanz und die am besten passende technische Lösung in Bezug auf die Antriebsstrangauslegung, die Komponentenauswahl und die Betriebsstrategien benannt werden.
Die FEV GmbH hat in diesem Zusammenhang einen innovativen Ansatz entwickelt, um elektrifizierte Systeme auf Basis synergetischer Kombinationen verschiedener Fahrzeugtests, mathematischer Simulation sowie der Beurteilung von Auslegungskonzepten bewerten zu können. Diese Methode wurde in einer modularen Weise entwickelt, so dass von der übergeordneten Fahrzeugarchitektur bis zur detaillierten Komponentenebene eine Betrachtung stattfinden kann. Diese Vorgehensweise erleichtert z. B. den Vergleich von Entwicklungszielen für ein neues Fahrzeug mit denen vom im Markt vorhandenen Wettbewerbern, die Bewertung der System- und Komponentenwirkungsgrade sowie der Betriebsstrategien, wie z. B. Schaltstrategie oder Hybrid-Betriebsweise und ebenso den Vergleich mit dem mathematischen Optimum.
Als praktisches Beispiel aus dem Bereich der Benchmark-Untersuchungen wird in dieser Arbeit eine Analyse auf Systemebene eines P2-Plug-In-Hybridfahrzeugs mit einem Motor / Generator, Standard-Automatikgetriebe und zwei Kupplungen auf Basis von Straßentests und Fahrten auf der Abgasrolle aufgezeigt. Das Beispiel beinhaltet eine Systemsimulation sowie eine Beurteilung des Auslegungskonzeptes im Hinblick auf die Antriebsstrangauslegung, die Komponentenwahl und die Betriebsstrategie. Darüber hinaus werden auch Daten über die Fahrzeugleistung, Energieeinsparung und Energiefluss von Kraftstoff / Batterie auf die Straße sowie marktorientierten Streubändern mit eingeschlossen.

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