Inhaltverzeichnis 1 Einleitung 2 Definitionen und Klassifizierung der Hybridkonzepte

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1 1 Einleitung Verkehr und seine Auswirkungen auf die Umwelt Historie von Hybridfahrzeugen Prognosen für Hybridfahrzeuge Literatur Definitionen und Klassifizierung der Hybridkonzepte Serieller Hybrid Klassische Auslegung Auslegung auf Grundlast Auslegung für Plug-In-Hybridfahrzeuge ausgeführt als Elektrofahrzeuge mit Range Extender Vor- und Nachteile des Serienhybridantriebs Parallelhybrid Parallelhybrid mit Momentenaddition Parallelhybrid mit Drehzahladdition Parallelhybrid mit Zugkraftaddition Vor- und Nachteile des Parallelhybridantriebes Leistungsverzweigter Hybrid Planetengetriebe Geometrische Beziehungen und Definitionen [3] Kinematische Beziehungen Dynamische Gleichungen Input Split bzw. ausgangsgekoppeltes Getriebe Output Split bzw. eingangsgekoppeltes Getriebe Compound Split Getriebe Getriebestufen des Two-Mode-Getriebes Betriebsbereiche Micro-Hybrid Volt-Bordnetz Mild-Hybrid IX

2 X Inhaltverzeichnis 2.6 Full-Hybrid Plug-In-Hybrid und Elektrofahrzeug mit Range Extender (REEV) Plug-In-Hybridfahrzeug (mit niedrigerem Elektrifizierungsgrad) Elektrofahrzeug mit Range Extender (REEV) Ladesysteme Zusammenfassung Hybridsysteme Literatur Motivation zum Bau von Hybridantriebssystemen Gesetzliche Rahmenbedingungen Situation in Kalifornien/USA Situation in Europa Situation in Japan Situation in den BRIC Staaten Zusammenfassung Kraftstoffverbrauch Lastpunktanhebung Start/Stopp Elektrisches Fahren Rekuperation Zusammenfassung Kraftstoffverbrauchseinsparungspotenzial Emissionen und Lärm Elektrisch emissionsfrei fahren Lastpunktverschiebung Start/Stopp Funktionalität E4WD Elektrischer Allradantrieb Torque Vectoring Spannungsversorgung Power Station Literatur Hybridkomponenten Verbrennungskraftmaschinen Ottomotoren Dieselmotoren Zweitaktmotoren Rotationskolbenmotoren Stirlingmotor Gasturbinen Freikolbenmotoren Brennstoffzellen Vergleich der chemischen Energiewandler

3 XI 4.2 Elektromaschinen Betriebsgrenzen und Kennlinien Gleichstrommaschinen Drehstrommaschinen Asynchronmaschine Fremderregte Synchronmaschinen Permanenterregte Synchronmaschinen Geschaltete Reluktanzmaschine Permanenterregte Transversalflussmaschinen Vergleich der verschiedenen Elektromaschinen Ausführungsformen Getriebeintegration Leistungselektronik (Stromrichter) Halbleiter-Elemente Leistungselektronische Schaltungen Energiespeicher Allgemeines Sekundärelemente Bauarten von Batteriezellen Blei-Batterien (Pb/PbO 2 ) Nickel-Cadmium-Batterien Nickel-Metallhydrid-Batteriesysteme Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ion) Na-NiCl-Batterie (Zebra) Natrium-Schwefel-Batterie Batteriemanagementsystem Superkondensatoren Schwungradspeicher Hydropneumatische Speicher Vergleich der Energiespeichersysteme Nebenaggregate Hydraulische Impulsspeicher HIS Elektrische Servolenkung Heizung und Klimatisierung Literatur Antriebsstrangmanagement Betriebszustände von Hybridfahrzeugen Betriebsstrategien Einteilung von Betriebsstrategien Simulation von Hybridfahrzeugen Modellierung eines Hybridfahrzeugs Beispiel Betriebsstrategie Beispiel Betriebsstrategie mit Energiekostenindikator EKI [10, 11]

4 XII Inhaltverzeichnis Beispiel für Dimensionierung der E-Komponenten Betriebsstrategien unter Einbeziehung des Thermomanagements Betriebsstrategien mit Prognosefunktionen Vorausschauende Fahrerassistenzsysteme Beispielbetriebsstrategie mit Prognosefunktionen für ein serielles Hybridfahrzeug mit Range Extender Fahrstreckenerkennung und Prognose Literatur Ausgeführte Pkw- und Motorrad-Hybridkonzepte Audi Hybridfahrzeuge Audi Q5 hybrid quattro und Audi A6 hybrid AVL Hybridkonzepte AVL ECO Target AVL Turbohybrid BMW Hybridfahrzeuge BMW ActiveHybrid 3, 5 und BMW i3 mit Range Extender BMW i BMW X6 ActiveHybrid Honda Hybridfahrzeuge Integrated Motor Assist (IMA)-Hybridsystem von Honda Honda Sport Hybrid/Accord Hybrid Hyundai Hybridfahrzeuge Hyundai ix35 FCEV Lexus Hybridfahrzeuge Lexus RX400h und RX450h Lexus GS 450h Lexus LS 600h Lexus CT 200h Magna HYSUV Mercedes-Benz Hybridfahrzeuge Mercedes-Benz S 400 HYBRID Mercedes-Benz E300 BlueTec HYBRID Mercedes-Benz ML 450 Hybrid Opel Hybridfahrzeuge Opel Flextreme Opel Ampera Peugeot Hybridfahrzeuge Peugeot 3008Hybrid Peugeot Hybrid Air Piaggio MP3 Hybrid

5 XIII 6.12 Porsche Hybridfahrzeuge Porsche Cayenne S Hybrid Porsche Panamera S E-Hybrid Porsche 918 Spyder Toyota Prius Toyota Prius Generation 1 und Toyota Prius III und Prius Plug-In Hybrid Volvo Hybridfahrzeuge Volvo V60 Plug-In Hybrid VW Hybridfahrzeuge VW Golf Plug-In Hybrid VW Jetta Hybrid VW Touareg Hybrid VW twindrive Literatur Ausgeführte Lkw- und Bus-Hybridkonzepte Hybridbusse Orion VII HybriDrive Mitsubishi FusoAero Mercedes-Benz Citaro G BlueTec Hybrid MAN Hybridbusse Hess Doppelgelenk-Hybridbus parallel Hybrid Volvo I-SAM IVECO IrisbusHynovis Solaris Urbino Scania Hybrid Concept Bus Hybrid-Lkw Mercedes-Benz Sprinter Plug-In-Hybrid MAN Verteiler-Lkw Mitsubishi FusoCanter Eco Hybrid Mercedes-Benz Freightliner M2 106 Hybrid Mercedes-Benz Atego BlueTec Hybrid Volvo FE Hybrid Abfallsammelfahrzeug mit hydrostatisch-regenerativem Bremssystem (HRB) Literatur Ausblick Sachverzeichnis