Hybridisierung und Downsizing für Langstrecken-LKW

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1 Modul EEA Hybridisierung und Downsizing für Langstrecken-LKW Ergebnisse aus dem EU-Projekt COnVENienT Univ.-Prof. Dr.-Ing. Lutz. Eckstein et. al. RWTH-Aachen University Modul: Betreuer: Referent: Energieeffiziente Antriebssysteme Professor Dr.-Ing. Victor Gheorghiu 1

2 Inhaltsübersicht Einleitung Hybridsystem und Energiemanagement Rahmenbedingungen & Annahmen Dimensionierung des Hybrid-Systems Betriebswirtschaftliche Auswertung Fazit 2

3 Partner im Projekt 3

4 Potentiale zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs bei LKWs Kraftstoffverbrauch macht 40% der gesamten Betriebskosten aus Die Einordnung der Potentiale erfolgt durch die Projektpartner Elektrifizierung des Antriebstrangs + Downsizing hat das größte Potential 4

5 Antriebstechnik Layout Parallel-Hybrid Vorteil: Elektromotor und Verbrennungsmotor können gleichzeitig auf den Antriebstrang wirken. Das ermöglicht ein Downsizing der Antriebe. 5

6 Energiemanagement / Betriebsstrategie 6

7 Rahmenbedingungen & Szenarien Unterschiedliche Kühlungsbedingungen und Fahzyklen, prozentual nach Auftretenswahrscheinlichkeit in die Gesamtbewertung einbezogen Das Gewicht des Hybrides mit Downsizing ist vergleichbar mit dem Ausgangsmotor + zus. Komponenten für Euro 6 Norm 1. Ziel: Dimensionierung optimalen Hybrides 7

8 Dimensionierung des Hybrid Systems Weitere Unterteilung nach Ladegewicht Elektrische Leistung des Elektromotors sollte zwischen 60 und 110 kw liegen. Die Batterie besitzt eine Kapazität von 5,5 kwh. 8

9 Übersicht der Hybrid-Konfigurationen Vergleich ggü. Standard Verbrennungsmotor Euro 5, 12,9 Liter mit 340 kw Leistung des elektrischen Motors zwischen kw Batteriespeicher Kapazität, konstant bei 5.5 kwh 9

10 Vergleich des maximalen Drehmoments Das max. theoretische Drehmoment des Hybrides ist höher als die des Ausgangsmotors Zusätzliche Leistung des 432 kw wird nicht zu einer Erhöhung der Durchschnittsgeschw. verwendet, da dieses den Kraftstoffverbrauch erhöht 10

11 Fahrzeit vs. Kraftstoffverbrauch Bildung einer Bewertungskennzahl / Auswertungsindex Durchschnittsgeschwindigkeit/ spez. Kraftstoffverbrauch 2. Ziel: Betriebswirtschaftliches Optimum erreichen 11

12 Kraftstoffverbrauch & Durchschnittsgeschw. Alle Hybridvarianten sparen Kraftstoff ein Der Kraftstoffverbrauch variiert je nach Hybrid- Variante Die Durchschnittsgeschw. variiert zwischen -1.6 bis 1.8 % Es sind nur geringe Unterschiede bemerkbar 12

13 Auswertungsindex Alle Hybrid-Varianten sind besser als die konventionelle Variante Besonders auf Kurzstrecken mit geringen Ladegewichten sind die Hybridvarianten besser 13

14 Energieverbrauch vs. Transportzeit Die Transportzeit ist bei allen Hybrid-varianten bei ca. 100% Höhere Kraftstoffersparnis ist ersichtlich bei den Hybrid-Varianten mit Downsizing 14

15 Fazit & Ausblick Erste Parameterstudie hat ergeben, dass eine Elektromaschine mit 60 bis 110 kw Leistung und einer Batteriekapazität von 5,5 kwh geeignet ist Eine Reduktion des spez. Kraftstoffverbrauchs ist um ca. 4 % bei einem Langstrecken-LKW mit Kühlungstransport durch Hybridisierung möglich Weitere 3,3 % Einsparung können durch ein Downsizing der Verbrennungsmaschine erreicht werden Status Quo: Hardware Implementierung wird I,II Quartal 2015 durchgeführt, sodass der erste Prototyp Ende 2015 gebaut und entsprechend getestet wird 15

16 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!!! 16