Wirkungsgradoptimales ottomotorisches Konzept für einen Hybridantriebsstrang

Jing Cheng untersucht simulativ den Magerbetrieb im P2-Hybridantriebsstrang. Dafür erstellt die Autorin ein Gesamtsystemmodell für genauere Simulationsergebnisse und entwickelt ein Verfahren zur Parametrisierung des Gesamtsystemmodells. Der Schwerpunkt ihrer Untersuchung liegt auf dem Verbrauchseinfluss. Eine regelbasierte und eine optimierte Hybridbetriebsstrategie (Equivalent Consumption Minimization Strategy, ECMS) werden in der Simulation eingesetzt. Die Autorin zeigt, dass sich der Optimierungsalgorithmus ECMS auch auf die Rohemissionen erweitern lässt. ​**Die Autorin:****Jing Cheng** hat am Lehrstuhl für Fahrzeugantriebe des IVK an der Universität Stuttgart promoviert und ist aktuell Berechnungsingenieurin mit Schwerpunkt Gesamtsystemsimulation für die konventionellen und Hybridantriebsstränge bei einem deutschen Automobilkonzern. Vorwort 6 Inhaltsverzeichnis 7 Abbildungsverzeichnis 9 Tabellenverzeichnis 12 Abkürzungsverzeichnis 13 Kurzfassung 16 Abstract 18 1 Einleitung 20 2 Stand der Technik 22 2.1 Ottomotoren mit Direkteinspritzung 22 2.1.1 Gemischbildung und Brennverfahren 22 2.1.2 Betriebsarten 26 2.2 Hybridantrieb 28 2.2.1 Grundlage zum Hybridantrieb 28 2.2.2 Betriebsmodi eines P2-Hybridfahrzeugs 36 2.2.3 Auslegung der Betriebsstrategie 38 3 Gesamtsystemmodellierung für Hybridfahrzeug 42 4 Datenbasis für Kalibrierung und Validierung 48 5 Streckenmodell für Verbrennungsmotoren 54 5.1 Varianten der Streckenmodelle 54 5.2 Motorsteuergerätemodell 56 5.3 Das Mittelwertmotormodell 72 5.4 Das Rohemissionsmodell 84 5.5 Abgasnachbehandlungsmodell 95 6 Simulation mit regelbasierter Betriebsstrategie 98 6.1 Regelbasierte Betriebsstrategie und Simulationsmethodik 98 6.2 Verbrauchseinfluss des Brennverfahrens und Hubraums 102 7 Simulation mit optimierender Betriebsstrategie 106 7.1 Theoretische Grundlage des Optimierungsansatzes 106 7.2 Implementierung der ECMS ins Simulationsmodell 111 7.3 Ermittlung und Analyse verschiedener Motorkonzepte 115 7.4 Schadstoffemissionen 123 8 Zusammenfassung und Ausblick 126 Literaturverzeichnis 129 Jing Cheng untersucht simulativ den Magerbetrieb im P2-Hybridantriebsstrang. Dafür erstellt die Autorin ein Gesamtsystemmodell für genauere Simulationsergebnisse und entwickelt ein Verfahren zur Parametrisierung des Gesamtsystemmodells. Der Schwerpunkt ihrer Untersuchung liegt auf dem Verbrauchseinfluss. Eine regelbasierte und eine optimierte Hybridbetriebsstrategie (Equivalent Consumption Minimization Strategy, ECMS) werden in der Simulation eingesetzt. Die Autorin zeigt, dass sich der Optimierungsalgorithmus ECMS auch auf die Rohemissionen erweitern lässt. ​ Die Autorin: Jing Cheng hat am Lehrstuhl für Fahrzeugantriebe des IVK an der Universität Stuttgart promoviert und ist aktuell Berechnungsingenieurin mit Schwerpunkt Gesamtsystemsimulation für die konventionellen und Hybridantriebsstränge bei einem deutschen Automobilkonzern. Front Matter ....Pages I-XXII Einleitung (Jing Cheng)....Pages 1-2 Stand der Technik (Jing Cheng)....Pages 3-22 Gesamtsystemmodellierung für Hybridfahrzeug (Jing Cheng)....Pages 23-28 Datenbasis für Kalibrierung und Validierung (Jing Cheng)....Pages 29-34 Streckenmodell für Verbrennungsmotoren (Jing Cheng)....Pages 35-78 Simulation mit regelbasierter Betriebsstrategie (Jing Cheng)....Pages 79-86 Simulation mit optimierender Betriebsstrategie (Jing Cheng)....Pages 87-106 Zusammenfassung und Ausblick (Jing Cheng)....Pages 107-109 Back Matter ....Pages 111-116