Energiemanagement im Kraftfahrzeug: Optimierung von CO2-Emissionen und Verbrauch konventioneller und elektrifizierter Automobile (ATZ/MTZ-Fachbuch) (German Edition)

Das Buch trägt dazu bei, das Zusammenspiel der Energieströme im Kraftfahrzeug zu verstehen. Es wird aufgezeigt, wie über diese energetischen Wirkketten der Kraftstoffverbrauch und die CO 2 -Emissionen in den Zulassungstests und bei den Kunden deutlich reduziert werden können. Die Elektrifizierung des Automobils spielt dabei eine ganz wesentliche Rolle und eröffnet Wege für neue Betriebsstrategien, deren Komplexität nur mit Simulationstools beherrscht werden kann. Vorwort 6 Autorenverzeichnis 9 Inhaltsverzeichnis 10 Abkürzungsverzeichnis 18 1 Einleitung 20 1.1 Mobilität 20 1.2 Herausforderungen 21 1.3 Individuelle Mobilität 23 1.4 Freiwillige Selbstverpflichtungen der Automobilhersteller 25 1.5 Gesellschaftlicher und politischer Druck 26 1.6 Gesamtfahrzeugansatz als Lösung 27 Literatur 28 2 Anforderungen an das Energiemanagement 29 2.1 Gesetzliche Anforderungen 30 2.2 Kundenanforderungen 58 Literatur 63 3 Energieträger 64 3.1 Grundlagen 64 3.2 Konventionelle Kraftstoffe 69 3.3 Regenerative Kraftstoffe 70 Literatur 73 4 Komponenten 74 4.1 Verbrennungsmotoren 74 4.2 Getriebe 78 4.3 Nebenaggregate 87 4.4 Elektrische Maschinen und Antriebe 89 4.5 Energiespeicher 102 4.6 Leistungselektronik 107 5 Fahrzeugauslegung 117 5.1 Fahrwiderstände 118 5.2 Konventionell angetriebene Fahrzeuge 122 5.3 Hybridfahrzeuge 139 5.4 Elektrofahrzeuge 167 Literatur 176 6 Bewertungsansätze zu Verbrauch und Fahrleistung 178 6.1 Basis für verursachergerechte Aufteilung des Verbrauchs 180 6.2 Verbrauchskennzahlen, Fuel Reduction Value 227 6.3 Verursachergerechte Aufteilung des Verbrauchs 246 6.4 Gesamtfahrzeug-Vergleichs-Methoden 249 Literatur 256 7 Verbrauch in Fahrzyklen und im Realverkehr 257 7.1 Historie zur Entwicklung von Fahrzyklen 257 7.2 Gesetzliche Randbedingungen 258 7.3 Fahrzyklen und Verbrauchsangaben 269 7.4 Einflussparameter auf den Verbrauch im Realverkehr 306 7.5 NEFZ-Verbrauch ist Real-Verbrauch 314 Literatur 320 8 Energieeffizientes Fahren 321 8.1 Grundlagen 321 8.2 Optimierung Fahrsituationen 322 8.3 Effiziente Routenwahl 334 Literatur 334 9 Betriebsstrategie 336 9.1 Standardbetriebsstrategien und lernende Betriebsstrategien 337 9.2 Prädiktive Betriebsstrategie 352 Literatur 377 10 Simulation 379 10.1 Grundlagen 379 10.2 Beispiele Gesamtfahrzeug-Verbrauchssimulation 382 10.3 Simulation im Ziel-Konflikt zwischen Fahr-Performance und Verbrauch 393 10.4 Gekoppelte Simulationen 412 Literatur 424 11 Formeln, Tabellen und Diagramme für die Praxis 426 11.1 Definition von drei Beispielfahrzeugen für Kap. 6 426 11.2 Formeln 427 11.3 Tabellen und Diagramme 434 11.4 Formelzeichen 456 Sachverzeichnis 464 Das Buch trägt dazu bei, das Zusammenspiel der Energieströme im Kraftfahrzeug zu verstehen. Es wird aufgezeigt, wie über diese energetischen Wirkketten der Kraftstoffverbrauch und die CO2-Emissionen in den Zulassungstests und bei den Kunden deutlich reduziert werden können. Die Elektrifizierung des Automobils spielt dabei eine ganz wesentliche Rolle und eröffnet Wege für neue Betriebsstrategien, deren Komplexität nur mit Simulationstools beherrscht werden kann. Der Inhalt Anforderungen an das Energiemanagement.- Energieträger.- Komponenten.- Fahrzeugauslegung.- Bewertungsansätze zu Verbrauch und Fahrleistung.- Verbrauch in Fahrzyklen und Realverkehr.- Energieeffizientes Fahren.- Betriebsstrategie.- Simulation. Die Zielgruppen - Ingenieure, die ein Nachschlagewerk zu Energiemanagement und Kraftstoffverbrauch im Kfz suchen - Studenten und Ingenieure, die die Gesamtzusammenhänge von Fahrwiderständen, Verbrauch und CO2 im Kraftfahrzeug studieren wollen Die Autoren Dr.-Ing. E.h. Johannes Liebl, Herausgeber ATZ, MTZ und ATZelektronik Dr.-Ing. Matthias Lederer, Porsche AG Dr.-Ing. Klaus Rohde-Brandenburger, Volkswagen AG Prof. Dr.-Ing. habil. Jan-Welm Biermann RWTH Aachen, Dr.-Ing. Martin Roth Porsche AG, Dr.-Ing. Heinz Schäfer, hofer eds GmbH Das Buch trägt dazu bei, das Zusammenspiel der Energieströme im Kraftfahrzeug zu verstehen. Es wird aufgezeigt, wie über diese energetischen Wirkketten der Kraftstoffverbrauch und die CO2-Emissionen in den Zulassungstests und bei den Kunden deutlich reduziert werden können. Die Elektrifizierung des Automobils spielt dabei eine ganz wesentliche Rolle und eröffnet Wege für neue Betriebsstrategien, deren Komplexität nur mit Simulationstools beherrscht werden kann. Der Inhalt Anforderungen an das Energiemanagement.- Energieträger.- Komponenten.- Fahrzeugauslegung.- Bewertungsansätze zu Verbrauch und Fahrleistung.- Verbrauch in Fahrzyklen und Realverkehr.- Energieeffizientes Fahren.- Betriebsstrategie.- Simulation. Die Zielgruppen - Ingenieure, die ein Nachschlagewerk zu Energiemanagement im Kfz suchen - Studenten und Ingenieure, die Gesamtzusammenhänge in der Fahrzeugentwicklung darstellen Die Autoren Dr.-Ing. E.h. Johannes Liebl, Herausgeber ATZ, MTZ und ATZelektronik Dr.-Ing. Matthias Lederer, Porsche AG Dr.-Ing. Klaus Rohde-Brandenburger, Volkswagen AG Prof. Dr.-Ing. habil. Jan-Welm Biermann, RWTH Aachen Dr.-Ing. Martin Roth, Porsche AG Dr.-Ing. Heinz Schäfer, hofer eds GmbH Front Matter....Pages i-xx Einleitung....Pages 1-9 Anforderungen an das Energiemanagement....Pages 11-45 Energieträger....Pages 47-56 Komponenten....Pages 57-99 Fahrzeugauslegung....Pages 101-161 Bewertungsansätze zu Verbrauch und Fahrleistung....Pages 163-241 Verbrauch in Fahrzyklen und im Realverkehr....Pages 243-306 Energieeffizientes Fahren....Pages 307-321 Betriebsstrategie....Pages 323-365 Simulation....Pages 367-413 Formeln, Tabellen und Diagramme für die Praxis....Pages 415-452 Back Matter....Pages 453-455 Das Buch tragt dazu bei, das Zusammenspiel der Energiestroeme im Kraftfahrzeug zu verstehen. Es wird aufgezeigt, wie uber diese energetischen Wirkketten der Kraftstoffverbrauch und die CO2-Emissionen in den Zulassungstests und bei den Kunden deutlich reduziert werden koennen.