Kundenorientierte Dimensionierung von Hybridantrieben. 16. Okt Symposium in IFA Alternative Antriebssysteme und Leichtbau Haldensleben

Ähnliche Dokumente

ANTRIEBE - FAHRZEUGTECHNIK & MARKTÜBERSICHT EMOBILITÄT

Inhaltsverzeichnis 1 Elektrifizierte Antriebssysteme mit Verbrennungsmotoren 2 Elektrische Antriebsmaschinen

Weiterentwicklung von elektrischen Antriebssystemen für Elektro- und Hybridstraßenfahrzeuge

Radnaher Hochleistungs-Elektroantrieb mit integriertem Planetengetriebe

Studium Generale Energieverbrauch von Hybridfahrzeugen

Betriebsstrategie für einen parallelen Hybridantrieb

Simulation alternativer Fahrzeuge mit Dymola/Modelica

Die neue Generation Hybrid-Antriebe von Mercedes-Benz

Analyse des Fahrereinflusses auf den Energieverbrauch von konventionellen und Hybridfahrzeugen mittels Fahrversuch und interaktiver Simulation

E-Mobility. Autohaus Weller. Bremen TOYOTA MOTOR EUROPE

Das weltweit erste Groß-Serien Elektroauto: Mitsubishi i-miev

Repräsentative Fahrzyklen für Real Driving Emissions. HEV 2017 Hybrid- und Elektrofahrzeuge 22. Februar 2017 Arno Ringleb, M. Sc.

Hybridfahrzeuge Technik im Dialog

Technische Daten. Der neue BMW i3.

Vortrag: Carsten Hansen Tobias Krull

Batterieelektrische Traktoren und Hybridansätze

Anton Karle. Elektromobilität. und Praxis. Grundlagen. Mit 139 Bildern und 21 Tabellen. Fachbuchverlag Leipzig. im Carl Hanser Verlag

ELEKTRO-/HYBRIDFAHRZEUGE

Simulation von Hybridfahrzeugen zur Ermittlung von Verbrauchskennzahlen

Brennstoffzelle Option zur Elektrifizierung der Langstreckenmobilität

Hybridfahrzeuge Hybridisierungsstufen

Modulare Antriebskonzepte

Hybridantrieb. Geo-SOL Gymnasium Immensee. Denis Kohli & Fabrizio Gügler. [Geben Sie Text ein] 1

Die Hybridarchitektur Baukasten für die Mobilität der Zukunft Dirk Breuer

Energieverbrauch von Nebenaggregaten

Potentiale effizienter Nutzfahrzeugantriebe für einen nachhaltigen Straßengüterverkehr bis 2050

Gliederung: 1. Der PRIUS 2. Hybridkonzepte 3. Motor und seine Betriebspunkte 4. Einsatz des Motors im Antriebsstrang

Hybrid: Technik für die Mobilität der Zukunft

Elektrifizierend: ZF treibt Plug-in-Hybride und rein elektrische Antriebe weiter voran

Hybridgetriebe. Anforderungen an ein Fahrzeuggetriebe. Konzept und Aufbau des Hybridgetriebes. Funktionen und Regelung des Hybridgetriebes

Der elektrifizierte Antrieb Lösungen, Probleme und Konsequenzen

Übung zur Vorlesung Grundlagen der Fahrzeugtechnik I. Übung

Inhalt. 1 Einführung Überblick Elektrofahrzeuge Ausführungsformen von Elektro fahrzeugen in der Praxis... 26

REGENSBURGS ELEKTRISCHER ALTSTADTBUS INNOVATIONSPLATTFORM E-BUS EIN PRAXISBERICHT AUS DEM TÄGLICHEN EINSATZ AVL SOFTWARE AND FUNCTIONS GMBH

Perspektiven der Elektromobilität im Wirtschaftsverkehr der Stadt Erfurt

Emotionen ohne Emissionen. ecar Lounge Moritz Vaillant

e-mobilität bei Volkswagen

Beurteilung des Einsparpotentials eines hybriden Teleskopladers mithilfe eines Rollenprüfstandes

Analyse des Ethanol-Einflusses auf die CO 2 - Emissionen und die Partikelanzahl- Emissionen von PKW bei der Realfahrt

Effizienter E-Fahrzeugantrieb mit dem kompakten CEA-Konzept Combustion Engine Assist

Elektro-Mobilität Fluch oder Segen für die Automobilindustrie?

Plug-In-Hybride (reduzierte Fahrleistung mit Elektroantrieb):

Smart Electric Mobility Herausforderungen und Chancen der Elektromobilität im motorisierten Individualverkehr. Markus Litzlbauer

Lehrstuhl für Maschinenelemente TU München Prof. Dr.-Ing. B.-R. Höhn. Prüfung Antriebssystemtechnik für Fahrzeuge WS 2009 / 2010.

2. Der neue BMW 225xe. 2.4 Technische Daten.

Konsumentenanforderungen an die Eigenschaften von Elektroautos

Elektromobilität Wie umweltfreundlich sind Elektroautos in der Stadt? Elektromobilität Wie umweltfreundlich sind Elektroautos in der Stadt

Q Einführung Q Überblick Elektrofahrzeuge Ausführungsformen von Elektrofahrzeugen in der Praxis... 28

Effiziente Antriebe für nachhaltige Elektromobilität. Forum MobiliTec 2013

Hybridfahrzeuge. Hybridfahrzeuge

Antriebs- und Kraftstoffstrategie - Roadmap automatisiertes Fahren

Golf Blue-e-Motion. Der elektrische Volkswagen

Wirkungen der Elektrifizierung des Antriebsstrangs auf Beschäftigung und Standortumgebung

Antriebssystem der Zukunft: Warum auf Elektrotechnik setzen? Dr.-Ing. Kathrien Inderwisch

Der elektrifizierte Antriebsstrang eine fachübergreifende Herausforderung

Elektromobilität Warum sind reine Elektrofahrzeuge umweltfreundlicher als Hybridfahrzeuge (HEV)

Hybrid Baukasten. Architektur für die Mobilität der Zukunft. Dirk Breuer. Advisor Advanced Technology Toyota Deutschland GmbH

Bewertung von hydraulischen Hybridkonzepten für Nutzfahrzeuge mit DSHplus

Mögliche Antriebskonzepte für eine effiziente Mobilität

Idealisierte Kreisprozesse Ottomotor und Dieselmotor Elektrofahrzeuge Serielle Hybridfahrzeuge Parallele Hybridfahrzeuge Wirkungsgrad-Kennfelder

Tanken war gestern. Sportwagen mit Elektroantrieb. Thurgauer Technologietag am 27. März 2009 Josef Althaus

TECHNISCHE FACHHOCHSCHULE BERLIN

M(n)-Kennlinien, Parameter Klemmenspannung n in 1/min v in km/h M in Nm

Konstruktion - Methoden und Getriebe -

Energiewende auf 4 Rädern. MMD Automobile - Dipl.-Ing. Peter Siegert

TECHNISCHE EIGENSCHAFTEN

Wo steht die Technik bei Pkw, Bussen und Nutzfahrzeugen?

*DE A *

Ein Beitrag zur Modellierung des Antriebsstrangs

Wie lade ich mein Elektroauto auf?

Die mobile Zukunft gestalten.

edumper von einer Bieridee zum größten Elektrofahrzeug der Welt Eine wiwa Geschichte emining AG, Bernstrasse 125, 3627 Heimberg

Die technischen Daten der C-Klasse Limousine.

Die technischen Daten der A-Klasse Limousine.

ZIELKONFLIKTE BEI DER BRENNSTOFFZELLENAUSLEGUNG

BMW-Prototyp: Der nächste Dreier parkt an der Steckdose

Institut für Elektrische Maschinen, Antriebe und Bahnen

Potenzial eines REX Konzeptes für Stadtscooter

Toyota Hybrid Synergie Drive

ELECTRIC 07/12 I e v co Mag a irus AG s A

Kennlinien eines 4-Takt Dieselmotors

Hybrid: Architektur Baukasten für die Mobilität der Zukunft

Vorstellung Mercedes-Benz C 300 de: Fast ein AMG

Der Prüfstand für elektrifizierte Antriebe im Kraftfahrzeug

Ökobilanz von E-Fahrzeugen Entscheidungshilfe für kommunale Investitionen

Konkurrierende Antriebssysteme von Hybridfahrzeugen

Fragen zur Hybridtechnik

Alternative Elektromobilität

In allen Fahrzeugklassen gefragt: Effiziente Pkw- Automatgetriebe von ZF

Visio.M - Leichtfahrzeugkonzept für urbane Elektromobilität. Berlin, Patrick Stenner

Unterstützte Audi Fahrzeuge

Der Weg zur E-Mobilität

Leise, sauber, wirtschaftlich

Die technischen Daten des R-Klasse SUV Tourers.

Technische Daten Schweiz.

Die technischen Daten der A-Klasse Limousine.

Der neue Toyota RAV 4

Der neue Toyota RAV 4

Transkript:

Kundenorientierte Dimensionierung von Hybridantrieben 16. Okt. 29 Symposium in IFA Alternative Antriebssysteme und Leichtbau Haldensleben

Anforderungsoptimierung für elektrifizierte Antriebe 1. Anforderungen und Kriterien der Fahrzeugentwicklung 2. Der Kundeneinsatzbereich 3. Antriebskonzept- und Komponentenoptimierung 4. Zusammenfassung 2

Anforderungsoptimierung Konventionell nach 3F-Methode Anforderungsprofil (Lastenheft) Kundeneinsatzbereich (Kundenbetrieb) Ziel: Punktlandung bei Kundenanforderungen 3

Anforderungsoptimierung Konventionell Anforderungsprofil (Lastenheft) Kundeneinsatzbereich (Kundenbetrieb) nach 3F-Methode Anforderungen für HEV / EV Verbrauch Reichweite Kosten Nutzlast Einsatzflexibilität Verfügbarkeit Ladegeschwindigkeit Infrastruktur Recycling Wie findet man die repräsentativen Anforderungen an die elektrischen Antriebe? 4

Anforderungsoptimierung für elektrifizierte Antriebe 1. Anforderungen und Kriterien der Fahrzeugentwicklung 2. Der Kundeneinsatzbereich 3. Antriebskonzept- und Komponentenoptimierung 4. Zusammenfassung 5

Kundeneinsatzbereich = 3F-Parameterraum Fahrer 1 3 5 2 4 R Fahrweise Lenkung Getriebe Schaltung Fahrpedale Batterie Steigung Fahrzeugtyp Beladung Reibwert E-Motor Betriebsstrategie Fahrzeug VKM Verkehrsführung Leistungselektronik Fahrstrecke Fahrumgebung 9

Kundeneinsatzbereich für den Antriebsstrang Fahrer durchschnittlich Anhängerbetrieb voll mittel 1 3 5 2 4 R Fahrumgebung Fahrzeugbeladung leicht Berg scho nend Landstraße Autobahn Fahrzeug Fahrstrecke Stadt sportlich Fahrweise Der 3F-Würfel 11

Kundeneinsatzbereich für den Antriebsstrang durchschnittlich Anhängerbetrieb voll mittel Lieferservice Notarzt/Polizei Vertreter Fahrer 1 3 5 2 4 R Fahrumgebung Fahrzeugbeladung leicht Berg scho nend Landstraße Autobahn Taxi Fahrzeug Fahrstrecke Stadt sportlich Fahrweise Spezielle Kundentypen:, 15

Erfassung des Kundeneinsatzbereichs durchschnittlich Anhängerbetrieb voll mittel Messung mit Serienfahrzeugen 16 Fahrzeugbeladung leicht 7. km je Fahrzeug, z.b. 32 Nm, 145 kg, Kompaktklasse Berg Landstraße Autobahn scho nend Fahrstrecke min. 3 Fahrer Stadt sportlich Fahrweise Der 3F-Würfel

Aufgezeichnete Messdaten Analog Daten Aufbaubeschleunigungen (Beschleunigungsaufnehmer) Kamera GPS Höhe Längengrad Breitengrad Atmosphär. Drucksensor Höhe (Straßenprofil) Fahrbahnunebenheiten (Laser) Antriebsmomente (Telemetrie + DMS) Beschleunigungen am Radträger (Beschleunigungsaufnehmer) Geschwindigkeit (Correvit) CAN Daten Antriebsstrang Last Getriebeöltemp. Drehzahlen Drehmomente Gang Fahrer Gaspedalposition und -gradient Lenkwinkel und -geschwindigkeit Bremsdruck Bremslichtschalter Regelsyste me ABS EPS ASR Gierwinkelgeschw. Fahrumgebung Außentemperatur Verkehrsdichte 17

Verwendete Messtechnik Telemetriesysteme Zeitdatenerfassung Beispiel: Anhängerfahrt Großglockner 18

3F-Messungen in China, Mittel- und Osteuropa 19

Datenbasis des Kundeneinsatzbereichs 6 55 5 Drehmoment [Nm] 45 4 35 3 25 2 15 Fahrzeugbeladung Fahrwe ise Fahrstrecke 1 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 Fahrzeugmasse [kg] 21

Datenbasis des Kundeneinsatzbereichs Drehmoment [Nm] 6 55 5 45 4 35 3 25 2 15 Variation in den Messkampagnen hinsichtlich: Fahrzeugklassen - vom Kleinwagen bis zum Fullsize-SUV / Oberklasse Antriebs- und Fahrwerkkonzepte - Front/Quer - Standard - Allrad Antrieb - Otto- und Dieselmotoren unterschiedlicher Leistungsklassen - Hybridantriebe Getriebe - MT, AMT, AT, DCT, ecvt Fahrzeugbeladung Fahrwe ise Ausstattung der Fahrzeuge - Fahrerassistenzsysteme, Sonderausstattung, etc. Fahrstrecke 1 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 Fahrzeugmasse [kg] 22

Datenbasis des Kundeneinsatzbereichs 6 55 5 Drehmoment [Nm] 45 4 35 3 25 2 15 Fahrzeugbeladung Fahrwe ise Fahrstrecke 1 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 Fahrzeugmasse [kg] 23

Datenbasis des Kundeneinsatzbereichs 6 55 5 Drehmoment [Nm] 45 4 35 3 25 2 15 1 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 Fahrzeugmasse [kg] Leistungsgewichtsklassen [kg/kw]: 7 9 9 11 11..13 13 15 15 17 > 17 24

Datenbasis des Kundeneinsatzbereichs Drehmoment [Nm] 6 55 5 45 4 35 3 25 2 15 Häufigkeitsverteilungen aus den Messdaten Fahrumgebung Geschwindigkeitsverhalten Beschleunigungsverhalten Verzögerungsverh. Stopp-Phasen Querbeschleunigung Lenkbewegung Abstandsverhalten... 3F-Fingerprint = f (Fahrer Fahrzeug) 1 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 Fahrzeugmasse [kg] 25

Datenbasis des Kundeneinsatzbereichs Drehmoment [Nm] 6 55 5 45 4 35 3 25 2 3F-Fingerprint für Längsdynamik (Häufigkeitsverteilungen für v, a, z, t Stopp ) identisch bei gleichem Leistungsgewicht unabhängig vom Antriebskonzept 15 1 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 Fahrzeugmasse [kg] 26

Messungen: BMW13i und Lexus GS45h Lexus GS45h BMW 13i Antriebsstrang : Antrieb : VKM : Antriebsleistung [kw] : v max [km/h] : Leistungsgew. [kg/kw] : Voll-Hybrid Leistungsverzweigt Standard 3,5L V6 (Otto) 147 (EM) 218 (VKM) 21* 7,6 (bei 194 kg) *abgeregelt 254 ges. Konventionell Standard 3,L V6 (Otto) 195 (VKM) 25 7,4 (bei 145 kg) 27

Datenbasis des Kundeneinsatzbereichs 6 55 5 Drehmoment [Nm] 45 4 35 3 25 2 15 1 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 Fahrzeugmasse [kg] Leistungsgewichtsklassen [kg/kw]: 7 9 9 11 11..13 13 15 15 17 > 17 28

3F-Fingerprint Geschwindigkeitsverteilung 5 v x = 45 5 km/h t x Zeitabschnitt v Fzg. [km/h], 25 t 1 t 2 v x Geschwindigkeitsklasse Zeitanteil von v x [%] Zeit [s] Zeitanteil [%] 2 Geschwindigkeitsbereich 45 5 km/h: 15 Zeitanteil 45 5 = t 1 + t 2 + Gesamt-Fahrzeit = 7 % 1 5 v x 1 15 2 v [km/h] 25 Zeitanteil Fahrgeschwindigkeit sportlicher Stadtfahrer, mittlere Beladung 33

3F-Fingerprint Geschwindigkeitsverteilung 5 t x Zeitabschnitt v Fzg. [km/h], 25 v x Geschwindigkeitsklasse Zeitanteil von v x [%] Zeit [s] Zeitanteil [%] 2 15 1 5 5 1 15 2 v [km/h] 25 Zeitanteil Fahrgeschwindigkeit sportlicher Stadtfahrer, mittlere Beladung 34

3F-Fingerprint Geschwindigkeitsverteilung 5 t x Zeitabschnitt v Fzg. [km/h], 25 v x Geschwindigkeitsklasse Zeitanteil von v x [%] Zeit [s] Zeitanteil [%] 2 15 BMW 1 5 5 1 15 2 v [km/h] 25 Zeitanteil Fahrgeschwindigkeit sportlicher Stadtfahrer, mittlere Beladung 35

3F-Fingerprint Geschwindigkeitsverteilung 5 t x Zeitabschnitt v Fzg. [km/h], 25 v x Geschwindigkeitsklasse Zeitanteil von v x [%] Zeit [s] Zeitanteil [%] 2 15 BMW Lexus 1 5 5 1 15 2 v [km/h] 25 Zeitanteil Fahrgeschwindigkeit sportlicher Stadtfahrer, mittlere Beladung 36

Geschwindigkeitsverteilung Fahrstil schonend durchschnittlich sportlich Stadt Zeitanteil [%] 15 1 5 BMW Lexus Landstraße Zeitanteil [%] 15 1 5 Autobahn Zeitanteil [%] 15 1 5 mittlere Beladung 5 1 15 2 5 1 15 2 v [km/h] v [km/h] 5 1 15 2 v [km/h] * 21 km/h: v-abregelung * 38

3F-Fingerprint Beschleunigungs-/Verzögerungsverhalten OGP,v Fzg. [km/h] 5 25 Zeit [s] a [m/s²] 7,5 Zeit [s] -7,5 Sportlicher Stadtfahrer, mittlere Beladung 42

3F-Fingerprint Beschleunigungsverhalten 5 Beschleunigung OGP [km/h] 25 v Start a max Zeit [s] a [m/s²] a [m/s²] 7,5 Zeit [s] 7,5 Beschleunigung -7,5-7,5 5 1 15 2 25 v Start [km/h] Sportlicher Stadtfahrer, mittlere Beladung 46

3F-Fingerprint Verzögerungsverhalten OGP [km/h] 5 25 Beschleunigung Verzögerung v Start a max Zeit [s] a [m/s²] a [m/s²] 7,5-7,5 Zeit [s] 7,5-7,5 Beschleunigung Verzögerung 4 1 15 2 25 v Start [km/h] Sportlicher Stadtfahrer, mittlere Beladung 49

3F-Fingerprint Beschleunigungs-/Verzögerungsverhalten OGP [km/h] 5 25 Beschleunigung Verzögerung v Start a max Zeit [s] a [m/s²] a [m/s²] 7,5-7,5 Zeit [s] 7,5-7,5 Beschleunigung Verzögerung 5 1 15 2 25 v Start [km/h] Sportlicher Stadtfahrer, mittlere Beladung 5

3F-Fingerprint Beschleunigungs-/Verzögerungsverhalten OGP [km/h] 5 25 Beschleunigung Verzögerung v Start a max Zeit [s] ā [m/s²] BMW a [m/s²] 7,5-7,5 Zeit [s] 7,5-7,5 Beschleunigung Verzögerung 5 1 15 2 25 v Start [km/h] Mittelwert Beschleunigung / Verzögerung sportlicher Stadtfahrer 51

3F-Fingerprint Beschleunigungs-/Verzögerungsverhalten OGP [km/h] 5 25 Beschleunigung Verzögerung v Start a max Durchschnitt a [m/s²] 7,5 Zeit [s] Zeit [s] 7,5 ā [m/s²] BMW Lexus σ BMW = σ Lexus -7,5-7,5 5 1 15 2 25 v Start [km/h] Mittelwert Beschleunigung / Verzögerung sportlicher Stadtfahrer 52

Durchschnittliche Beschleunigung Fahrstil schonend durchschnittlich sportlich Stadt ā [m/s²] 7,5-7,5 Beschleunigung Verzögerung BMW Lexus Landstraße ā [m/s²] 7,5-7,5 * Autobahn ā [m/s²] 7,5-7,5 mittlere Beladung 5 1 15 2 5 1 15 2 v Start [km/h] v Start [km/h] * 5 1 15 2 v Start [km/h] * Bremsassistent beim Lexus 54

Datenbasis des Kundeneinsatzbereichs 6 55 5 Drehmoment [Nm] 45 4 35 3 25 2 15 Fahrzeugbeladung Fahrwe ise Fahrstrecke 1 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 Fahrzeugmasse [kg] 6

Datenbasis des Kundeneinsatzbereichs 6 55 Drehmoment [Nm] 5 45 4 35 3 25 2 15 Simulation in MOVE3F Fahrzeugbeladung Fahrwe ise Fahrstrecke 1 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 Fahrzeugmasse [kg] 62

Datenbasis des Kundeneinsatzbereichs 6 Drehmoment [Nm] 55 5 45 4 35 3 25 2 15 Modulare variantenbasierte Entwicklungsplattform für 3F-Simulationen (Matlab/Simulink) Fahrzeugbeladung 3F- Fingerprint Fahrwe ise Fahrstrecke 1 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 Fahrzeugmasse [kg] 63

Simulation des Kundeneinsatzbereichs Fahrermodell Fahrumgebungsmodell Fahrzeugmodell Modulare Variantenbasierte Entwicklungsplattform für 3F- Simulationen (MOVE 3F) Simulationsumgebung auf Basis von Matlab Simulink unterschiedliche Antriebe (HEV, EV, konventionell, ) und Antriebsstränge (Front-Quer, Standard, ) mit diversen Getriebetypen (MT, AT, ) Datenbasis aus umfangreichen Messungen im 3F-Parameterraum 64

Kundeneinsatzbereich (3F) identifiziert, quantifiziert Geschwindigkeitsverhalten Beschleunigungsverhalten Fahrgeschw indigkeit Beschleunigung /Verzögerung Haltedauer v Fzg ā t Halt 3F-Fingerprint Verzögerungsverh. Stopp-Phasen Querbeschleunigung Lenkbewegung Abstandsverhalten... Fahrweise = f (Fahrer Fahrzeugbeladung Fahrumgebung Fahrzeug) Fahrstrecke 65

Anforderungsoptimierung für elektrifizierte Antriebe 1. Anforderungen und Kriterien der Fahrzeugentwicklung 2. Der Kundeneinsatzbereich 3. Antriebskonzept- und Komponentenoptimierung 4. Zusammenfassung 69

Konzeptvorhaben Verteilerfahrzeug Identifikation Elektrofahrzeug + des optimalen Antriebskonzepts der benötigten Komponenten der Komponentenanforderungen Hybridfahrzeug 7

E WP S tadt Land B AB B erg EW P St adt Land BAB Ber g Prozess zum optimalen Konzept 3F- Fingerprint 1 Kundeneinsatzbereich Topologien, Konzepte 2 Simulation in MOVE3F Bewertung und Auswahl 3a Optimale Konzepte Optimale Topologie Komponente EW PL: sc du sp M: sc du sp V: sc du sp A: sc du sp Lastkollektive Ganganteile Belastungszahlen 3b Anforderungskatalog Zulieferer 4 Komponentenoptimierung 71

EW PL: sc du sp M: sc du sp V: sc du sp A: sc du sp E WP S tadt Land B AB B erg EW P St adt Land BAB Ber g Prozess zum optimalen Konzept 3F- Fingerprint 1 Kundeneinsatzbereich Topologien, Konzepte 2 Simulation in MOVE3F Bewertung und Auswahl 3a Optimale Konzepte Optimale Topologie Komponente Lastkollektive Ganganteile Belastungszahlen 3b Anforderungskatalog Zulieferer 4 Komponentenoptimierung 72

Kundeneinsatzbereich Geschwindigkeitsverhalten Beschleunigungsverhalten Fahrgeschw indigkeit Beschleunigung /Verzögerung Haltedauer v Fzg ā t Halt 3F-Fingerprint 3F-Fingerprint Verzögerungsverh. Stopp-Phasen Querbeschleunigung Lenkbewegung Abstandsverhalten... Fahrweise = f (Fahrer Fahrzeug) Fahrstrecke Fahrzeugbeladung Fahrumgebung 73

EW PL: sc du sp M: sc du sp V: sc du sp A: sc du sp E WP S tadt Land B AB B erg EW P St adt Land BAB Ber g Prozess zum optimalen Konzept 3F- Fingerprint 1 Kundeneinsatzbereich Topologien, Konzepte 2 Simulation in MOVE3F Bewertung und Auswahl 3a Optimale Konzepte Optimale Topologie Komponente Lastkollektive Ganganteile Belastungszahlen 3b Anforderungskatalog Zulieferer 4 Komponentenoptimierung 74

Topologie- und Konzeptvarianten E-Fahrzeug Range Extender Parallel-Hybrid T T Topologie Konzepte Getriebe E-Maschine Batterie Leistungselektronik Komponenten 76

Simulation der Varianten in 3F E-Fahrzeug Range Extender Parallel-Hybrid T T Topologie Konzepte Getriebe E-Maschine Batterie Leistungselektronik Komponenten Ergebnis 8 6 4 2-2 v Fzg [km/h] SOC[%] P Batterie [kw] Fahrzeugbeladung Fahrweise Fahrstrecke 77

Optimales Konzept Bewertung und Auswahl 8 6 4 2-2 Batteriekapazität Fahrzeugbeladung v Fzg [km/h] Fahrweise SOC[%] Fahrstrecke P Batterie [kw] Beschleunigung ( 1)* Energiebilanz (E Rekuperation /E Antrieb ) ++ + - -- Verbrauch Elastizität* Reichweite *mittels Bestimmungsfahrt 79

Optimale Topologie identifiziert E-Fahrzeug Range Extender Parallel-Hybrid Bewertung und Auswahl Batt.: 3 kwh Batt.: 15 kwh EM: 4 kw EM: 1 kw Getr.: 1 Gang Getr.: 1 Gang T Beschleunigung ( 1) Batt.: 2 kwh EM: 15 kw Getr.: 6-Gang DCT VKM: 11 kw T Verbrauch Elastizität Batteriekapazität Energiebilanz Reichweite 82

Optimales Konzept der ausgewählten Topologie Bewertung und Auswahl VKM 15 kw EM 11 kw Ergebnis der Schritte 1 TT 6 Gänge DCT 2 kwh 3a 83

EW PL: sc du sp M: sc du sp V: sc du sp A: sc du sp E WP S tadt Land B AB B erg EW P St adt Land BAB Ber g Prozess zum optimalen Konzept 3F- Fingerprint 1 Kundeneinsatzbereich Topologien, Konzepte 2 Simulation in MOVE3F Bewertung und Auswahl 3a Optimale Konzepte Optimale Topologie Komponente Lastkollektive Ganganteile Belastungszahlen 3b Anforderungskatalog Zulieferer 4 Komponentenoptimierung 84

Anforderungen an das Getriebe des optimalen Konzepts T Getriebe 85

Anforderungen an das Getriebe des optimalen Konzepts T Vollast b e [g/kwh] Optimaler η-bereich Relative Betriebspunkthäufigkeit [%],5 1, 1,5 Getriebe Motormoment [Nm] 2 16 12 8 4 4 46 56 3 36 68 32 1 28 34 26 3 4 46 56 36 26 32 34 1 2 3 4 5 6 VKM Motordrehzahl [1/min] 3 28 28 3 32 4 56 1 46 32 36 68 34 3 Sportlicher Autobahnfahrer 86

Anforderungen an das Getriebe des optimalen Konzepts Getriebe Leistung [kw] 12 8 4 65 7 85 T 75 Entladen 8 7 65 6 2 4 6 Drehzahl [1/min] E-Zweig: Batterie, Inverter, E-Maschine η Entladen η Laden Optimaler η-bereich Leistung [kw] -12-8 -4 Sportlich BAB 7 85 Relative Betriebspunkthäufigkeit [%] 1,25 2,5 3,75 8 75Laden 75 65 6 7 2 4 6 Drehzahl [1/min] 89

Anforderungen an das Getriebe des optimalen Konzepts Getriebe T Eingangsmoment [Nm] 4 2-2 Alle Gänge 1. Gang 2. Gang 3. Gang 4. Gang 5. Gang 6. Gang Sportlicher Stadtfahrer 1 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 Anzahl Überrollungen 91

Anforderungen an das Getriebe des optimalen Konzepts Getriebe T Eingangsmoment [Nm] 4 2-2 Alle Gänge 1. Gang 2. Gang 3. Gang 4. Gang 5. Gang 6. Gang Schonender Stadtfahrer 1 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 Anzahl Überrollungen 92

Anforderungen an das Getriebe des optimalen Konzepts Getriebe Fahrzeugbeladung Fahrwe ise T Fahrstrecke Eingangsmoment [Nm] 4 2-2 Gangspezifisch repräsentatives Kollektiv aus 3F 1 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 Anzahl Überrollungen Alle Gänge 1. Gang 2. Gang 3. Gang 4. Gang 5. Gang 6. Gang 93

Anforderungen an das Getriebe des optimalen Konzepts Getriebe relevant für die Dimensionierung / Lebensdauer des Getriebes T Eingangsmoment [Nm] 4 2-2 Gangspezifisch repräsentatives Kollektiv aus 3F Alle Gänge 1. Gang 2. Gang 3. Gang 4. Gang 5. Gang 6. Gang 1 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 Anzahl Überrollungen 94

Anforderungen an die Kupplungen des optimalen Konzepts T Kupplungen 1

Anforderungen an die Kupplungen des optimalen Konzepts Kupplungen v [km/h] 2 15 T Wiederstart VKM Häufigkeit je 1 km 15 1 5 2 4 6 8 Anzahl St-St in 5Min. schonend durchschnittlich sportlich Stadt 1 5 13 14 15 Zeit [s] 11

Anforderungen an die Kupplungen des optimalen Konzepts Kupplungen Stadt Landstraße Autobahn T f 1 8 4 3 Häufigkeit je 1 km 15 1 5 2 4 6 8 Anzahl St-St in 5Min. relevant für: thermische Belastung der st-st Kupplung schonend durchschnittlich sportlich Stadt f 1* :max. Häufigkeit st-st in 5 Minuten 12

Anforderungen an die Kupplungen des optimalen Konzepts Kupplungen Stadt Landstraße Autobahn T f 1 8 4 3 z 14 2 2 Häufigkeit je 1 km 15 1 5 2 4 6 8 Anzahl St-St in 5Min. relevant für: Verschleiß der st-st Kupplung schonend durchschnittlich sportlich Stadt f 1* :max. Häufigkeit st-st in 5 Minuten z: Anzahl st-st auf 1 km 13

Repräsentative Anforderungen durch 3F Betriebspunkte im n-m-diagramm Verbrauchsverhalten im betriebswarmen Zustand Verlustleistungen Lastwechselhäufigkeiten Schalthäufigkeiten Schaltkollektive Drehzahlhäufigkeiten Drehmoment-Überrollungskollektive / Betriebspunkte (gangabhängig) Verlustleistungen T Drehmoment- Überrollungskollektive Beugewinkelkollektive Leistungsdurchsatz Ein-, Ausgangsleistung Betriebspunkte im n-m- Kennfeld Energiebilanz Ein-, Ausgangsleistung 14

EW PL: sc du sp M: sc du sp V: sc du sp A: sc du sp E WP S tadt Land B AB B erg EW P St adt Land BAB Ber g Prozess zum optimalen Konzept 3F- Fingerprint 1 Kundeneinsatzbereich Topologien, Konzepte 2 Simulation in MOVE3F Bewertung und Auswahl 3a Optimale Konzepte Optimale Topologie Komponente Lastkollektive Ganganteile Belastungszahlen 3b Anforderungskatalog Zulieferer 4 Komponentenoptimierung 15

EW PL: sc du sp M: sc du sp V: sc du sp A: sc du sp E WP S tadt Land B AB B erg EW P St adt Land BAB Ber g Prozess zum optimalen Konzept 3F- Fingerprint 1 Topologien, Konzepte Bewertung und Auswahl 2 3a Komponente Lastkollektive Ganganteile Belastungszahlen 3b Zulieferer 4 Anforderungsoptimierung Komponentenoptimierung 16

Lastenheft PL: sc du sp M: sc du sp V: sc du sp A: sc du sp E WP S tadt Land B AB B erg EW P St adt Land BAB Ber g 3F- Fingerprint Anforderungen an den Konzepte Bewertung und Auswahl Antriebsstrang und seine Komponenten 1 2 3a Komponente EW Lastkollektive Ganganteile Belastungszahlen 1...3 3b Zulieferer 4 Anforderungsoptimierung Komponentenoptimierung 17

Anforderungsoptimierung für elektrifizierte Antriebe 1. Anforderungen und Kriterien der Fahrzeugentwicklung 2. Der Kundeneinsatzbereich 3. Antriebskonzept- und Komponentenoptimierung 4. Zusammenfassung 18

Zusammenfassung 19

Kundenorientierte Dimensionierung von Hybridantrieben Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 16. Okt. 29 Symposium in IFA Alternative Antriebssysteme und Leichtbau Haldensleben