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Systematische, rechnergestützte Generierung konventioneller und hybrider Antriebsstränge für automobile Anwendungen / Systematic, computer-aided generation of conventional and hybrid power trains for automobile applications

Müller, Jörg 11 May 2011 (has links) (PDF)
Im Vortrag werden die komplexen und teilweise konträren Herausforderungen an zukünftige automobile Antriebsstränge und Getriebesysteme vorgestellt. Die klassische Suche nach neuen Antriebssträngen, basierend auf Intuition und Expertenwissen, kann diesen vielseitigen Zielstellungen kaum noch gerecht werden. Aus diesem Grund wird ein neuer methodischer Ansatz vorgestellt, mit dem konventionelle und hybride Getriebekonzepte rechnergestützt generiert werden können. Die Voraussetzung dafür bildet die eindeutige und kompakte mathematische Abbildung von beliebigen Getriebesystemen oder ganzen Antriebssträngen im Computer auf Basis eines Wellenmodells. Diese Codierung lässt sich effizient hinsichtlich diverser kinematischer und kinetischer Belastungen für frei wählbare Freiheitsgrade analysieren. Die rechnergestützte Synthese und Bewertung neuer Getriebe wird am Beispiel von Planetenautomatikgetrieben vorgestellt, wobei alle kombinatorisch möglichen konventionellen und hybriden Systeme Beachtung finden. Beispielsweise werden für eine aktuell typische Anzahl an Planetenradsätzen und Schaltelementen mehrere hundert Milliarden Getriebevarianten untersucht. Am Ende eines Syntheselaufs werden dem Entwicklungsingenieur die besten Systeme in einem Ranking vorgeschlagen. Der Vortrag schließt mit der Vorstellung exemplarischer Ergebnisse dieser neuen Entwicklungsmethode. Das neue Achtgang-Hybrid-Automatikgetriebe und das neue Neungang-Hybrid-Doppelkupplungsgetriebe verdeutlichen die Entwicklungspotentiale zukünftiger Getriebesysteme, bei denen hochfunktionale und effiziente Eigenschaften mit kleinstmöglichem mechanischem Aufwand, geringen Kosten und Bauraum kombiniert werden. Die IAV GmbH nutzt dieses Entwicklungstool erfolgreich zur Erzeugung von verschiedenen Getriebearten, wie Planetenautomatikgetrieben, Doppelkupplungsgetrieben, Handschaltgetrieben und stufenlos leistungsverzweigten Getrieben mit mechanischem oder elektrischem Variator.
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Gesamtfahrzeugsimulation eines Hybridfahrzeuges als dynamisches Ein-Spur-Modell mit Matlab-Simulink

Noack, Hendrik-David 01 December 2015 (has links) (PDF)
In dieser Arbeit wurde ein computergestütztes, dynamisches Ein-Spur-Modell eines Pkw mit einem parallelen hybrid-elektrischen Antrieb (P2-Topologie) in Matlab-Simulink entwickelt. Es erlaubt die Skalierung des elektrischen Leistungsanteils und simuliert die Betriebsarten elekt- risches, konventionelles und hybrides Fahren, Bremsenergierückgewinnung und Start-Stopp- Betrieb. Ferner kann durch die Modellierung einer Einscheiben-Trockenkupplung zwischen Verbrennungs- und Elektromotor die Momentenübertragung bei schlupfender Kupplung wäh- rend des Anfahrens oder beim Start des Verbrennungsmotors durch den Elektromotor nach- gebildet werden. Die Fahrzeugsimulation kann in drei verschiedenen Fahrzyklen (NEFZ, WLTP, FTP-75) durchgeführt werden. Als Ausgabegrößen stehen u.a. der Kraftstoffverbrauch, die CO2-Emissionen, die Antriebs- und Rekuperationsarbeit am Verbrennungs- bzw. Elektro- motor und an den Rädern sowie die dafür benötigte bzw. rückgeführte elektrische Energie zur Verfügung. Zusätzlich kann der zeitliche Verlauf zahlreicher relevanter Größen dargestellt wer- den. Die Validierung der Simulation zeigte eine gute Übereinstimmung mit den Daten eines realen Fahrzeuges in Bezug auf Beschleunigungsverhalten, Maximalgeschwindigkeit und Kraftstoffverbrauch. / In the frame of this Master Thesis a dynamic single-track-model of a hybrid electric vehicle was developed. The model comprises basic operation modes such as electric, conventional and hybrid driving, recuperation of braking energy and engine start-stop. It allows to scale the split of the propulsion between the combustion and electric engine. A further fundamental com- ponent is the model of a friction disc clutch, enabling the simulation of torque transmission of a slipping clutch during the vehicle start and the upspeeding of the combustion engine through the electric engine. The program offers three driving cycles for simulation (NEDC, WLTC, FTP- 75). Fuel consumption, CO2-emissions, propulsion and recuperation work of the combustion engine, electric engine and the wheels are provided as output variables as well as the required and recuperated electric energy. Furthermore several relevant variables are displayed in their progress over time. The model was validated against real vehicle data showing a good corre- lation regarding acceleration, maximum speed and fuel consumption.
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Gesamtfahrzeugsimulation eines Hybridfahrzeuges als dynamisches Ein-Spur-Modell mit Matlab-Simulink

Noack, Hendrik-David 24 March 2015 (has links)
In dieser Arbeit wurde ein computergestütztes, dynamisches Ein-Spur-Modell eines Pkw mit einem parallelen hybrid-elektrischen Antrieb (P2-Topologie) in Matlab-Simulink entwickelt. Es erlaubt die Skalierung des elektrischen Leistungsanteils und simuliert die Betriebsarten elekt- risches, konventionelles und hybrides Fahren, Bremsenergierückgewinnung und Start-Stopp- Betrieb. Ferner kann durch die Modellierung einer Einscheiben-Trockenkupplung zwischen Verbrennungs- und Elektromotor die Momentenübertragung bei schlupfender Kupplung wäh- rend des Anfahrens oder beim Start des Verbrennungsmotors durch den Elektromotor nach- gebildet werden. Die Fahrzeugsimulation kann in drei verschiedenen Fahrzyklen (NEFZ, WLTP, FTP-75) durchgeführt werden. Als Ausgabegrößen stehen u.a. der Kraftstoffverbrauch, die CO2-Emissionen, die Antriebs- und Rekuperationsarbeit am Verbrennungs- bzw. Elektro- motor und an den Rädern sowie die dafür benötigte bzw. rückgeführte elektrische Energie zur Verfügung. Zusätzlich kann der zeitliche Verlauf zahlreicher relevanter Größen dargestellt wer- den. Die Validierung der Simulation zeigte eine gute Übereinstimmung mit den Daten eines realen Fahrzeuges in Bezug auf Beschleunigungsverhalten, Maximalgeschwindigkeit und Kraftstoffverbrauch. / In the frame of this Master Thesis a dynamic single-track-model of a hybrid electric vehicle was developed. The model comprises basic operation modes such as electric, conventional and hybrid driving, recuperation of braking energy and engine start-stop. It allows to scale the split of the propulsion between the combustion and electric engine. A further fundamental com- ponent is the model of a friction disc clutch, enabling the simulation of torque transmission of a slipping clutch during the vehicle start and the upspeeding of the combustion engine through the electric engine. The program offers three driving cycles for simulation (NEDC, WLTC, FTP- 75). Fuel consumption, CO2-emissions, propulsion and recuperation work of the combustion engine, electric engine and the wheels are provided as output variables as well as the required and recuperated electric energy. Furthermore several relevant variables are displayed in their progress over time. The model was validated against real vehicle data showing a good corre- lation regarding acceleration, maximum speed and fuel consumption.

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