Modellbasierter Ansatz zur Ermittlung optimaler Hybrid-Antriebsstrangkonfigurationen unter Anwendung verschiedener Optimierungsalgorithmen

verfasst von: Ralf Georg Kleisch

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

Buchreihe : Wissenschaftliche Reihe Fahrzeugtechnik Universität Stuttgart

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik"

Inhaltsverzeichnis

Über dieses Buch

Ralf Georg Kleisch entwickelt einen Ansatz zum effizienten Auffinden optimaler Antriebsstrangkonfigurationen in großen Parameterräumen unter Anwendung verschiedener Betriebsstrategien. Durch die steigende Komplexität der Simulationsmodelle ist es, insbesondere auf Systemebene, erforderlich, den Auslegungs- und Dimensionierungsprozess mit Hilfe umfangreicher Simulationswerkzeuge effizient zu gestalten. Ein zentraler Aspekt der Studie liegt in der Integration verschiedener simulativer Ansätze und Granularitätsstufen im Auslegungsprozess, indem der entwickelte mehrstufige Simulations- und Optimierungsansatz einen effizienten und zweckmäßigen Einsatz eben dieser Granularitätsstufen ermöglicht.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Einleitung

Zusammenfassung

Die Elektrifizierung des individuellen Personenkraftverkehrs wird heutzutage sowohl politisch gefördert, als auch von der Öffentlichkeit gefordert. Der öffentliche und politische Druck auf die Fahrzeughersteller wird dabei immer größer. Diese stehen in Anbetracht des Klimawandels und der damit verbundenen notwendigen Reduzierung der Treibhausgas-Emissionen in besonderem Fokus bei der Debatte um die Erfüllung des Pariser Klimaabkommens. Ein wichtiger Bestandteil ist die Elektrifizierung des Personenkraftverkehrs.

Ralf Georg Kleisch

Kapitel 2. Hybride Antriebsstränge

Zusammenfassung

Der hybride Antriebsstrang zählt zu den alternativen Antriebstechnologien, da dieser mindestens zwei Energiewandler und ebenso zwei verschiedene Formen von Energiespeichersystemen in einem Antriebssystem vereint.[21] Der im Folgenden als „konventionell“ bezeichnete Antrieb verwendet für den Vortrieb des Fahrzeugs bzw. die Energiewandlung lediglich einen Verbrennungsmotor.

Ralf Georg Kleisch

Kapitel 3. Identifizierung idealer Antriebsstrangkonfigurationen

Zusammenfassung

In der Systementwicklung elektrifizierter Antriebe herrscht stetig der Zielkonflikt zwischen Simulationsgüte und aufwendbarer Rechenzeit. Aufgrund der hohen Rechenzeit werden häufig sehr spezifische Szenarien definiert, die untersucht werden. Weiterhin werden Parameterräume für Variationen verschiedener Komponenten sehr stark eingeschränkt.

Ralf Georg Kleisch

Kapitel 4. Modellvalidierung

Zusammenfassung

Die Validierung von Simulationmodellen ist ein wesentlicher Schritt bei der Entwicklung und Optimierung selbiger. Insbesondere bei quasi-stationären Simulationen, bei denen Annahmen über stationäre Betriebsbedingungen getroffen werden, besteht die Herausforderung darin, sicherzustellen, dass die Annahmen realitätsnah sind und die Simulationsergebnisse das tatsächliche Systemverhalten mit einer geforderten Genauigkeit wiedergeben. Eine effektive Methode zur Validierung von quasi-stationären Simulationen besteht darin, dynamische Simulationsmodelle heranzuziehen.

Ralf Georg Kleisch

Kapitel 5. Ermittlung optimaler Antriebsstrangkonfigurationen

Zusammenfassung

Im Folgenden werden die zuvor validierten und plausibilisierten Modelle für eine Antriebsstrangauslegung verwendet. Hierzu werden zunächst die Rahmenbedingungen festgelegt. Es werden die Auswirkungen des Einsatzes eines dedizierten Hybrid-Verbrennungsmotors im Vergleich zu einem konventionellen Verbrennungsmotor herausgearbeitet.

Ralf Georg Kleisch

Kapitel 6. Schlussfolgerungen und Ausblick

Zusammenfassung

Um dem globalen Klimawandel entgegenzuwirken wird unter anderem der Individualverkehr stetig optimiert und effizienter gestaltet. In den letzten Jahren wurde eine starke Effizienzsteigerung der individuellen Mobilität durch den Einzug der Elektrifizierung in den konventionellen Antriebsstrang erreicht. Die Kombination von mehreren Antriebsaggregaten in einem elektrifizierten Antriebsstrang ist jedoch begleitet von einer Vielzahl an möglichen Antriebskonzepten.

Ralf Georg Kleisch

Backmatter

Titel: Modellbasierter Ansatz zur Ermittlung optimaler Hybrid-Antriebsstrangkonfigurationen unter Anwendung verschiedener Optimierungsalgorithmen
verfasst von: Ralf Georg Kleisch
Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden
Electronic ISBN: 978-3-658-47637-3
Print ISBN: 978-3-658-47636-6
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-658-47637-3