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E-Book

Konventioneller Antriebsstrang und Hybridantriebe

mit Brennstoffzellen und alternativen Kraftstoffen

AutorKonrad Reif
VerlagVieweg+Teubner (GWV)
Erscheinungsjahr2010
Seitenanzahl213 Seiten
ISBN9783834897114
FormatPDF
KopierschutzDRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis17,98 EUR
Anwendungsbezogene Darstellungen sind das Kennzeichen der Buchreihe 'Bosch Fachinformation Automobil'. Ganz auf den Bedarf an praxisnahem Hintergrundwissen zugeschnitten, findet der Auto-Fachmann einen umfassenden Überblick über den Aufbau und die Funktionsweise heutiger Hybridfahrzeuge einschließlich Brennstoffzellen und alternativen Kraftstoffen, einen Überblick über Getriebe und eine ausführliche Darstellung der elektronischen Getriebesteuerung. Der Band bietet das Bosch-Fachwissen aus erster Hand und eignet sich damit hervorragend für den Alltag des Entwicklungsingenieurs, für die berufliche Weiterbildung, für Lehrgänge, zum Selbststudium oder zum Nachschlagen in der Werkstatt.

Die Autoren
Fachwissen aus erster Hand wird durch die Ingenieure der Bosch-Entwicklungsabteilung garantiert, die den Inhalt als Autoren erarbeitet haben.

Der Herausgeber
Prof. Dr.-Ing. Konrad Reif leitet den Studiengang Fahrzeugelektronik und Mechatronische Systeme an der Dualen Hochschule Baden-Württemberg, Ravensburg, Campus Friedrichshafen. Er ist Lehrbeauftragter an der Technischen Universität München, Herausgeber der Schriftenreihe Bosch Fachinformation Automobil sowie des Handbuches Kraftfahrzeugelektronik. Er verantwortet als Schriftleiter das Bosch Kraftfahrtechnische Taschenbuch und ist Autor des Fachbuches Automobilelektronik.

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Leseprobe
Regeneratives Bremssystem (S. 32-33)

Beim regenerativen Bremsen wird kinetische Energie der Antriebsräder durch die E-Maschine - die dafür generatorisch betrieben wird - in elektrische Energie umgewandelt. So kann ein Teil der Energie, die beim Bremsen normalerweise als Reibungswärme verloren geht, in Form von elektrischer Energie in die Batterie eingespeist und anschließend genutzt werden. Gleichzeitig wird durch den generatorischen Betrieb der E-Maschine eine das Fahrzeug abbremsende Wirkung erzielt.

Zur besseren Nutzung eines Hybridantriebssystems ist es notwendig, den elektrischen Energiespeicher effizient laden zu können. Hinreichende elektrische Energie muss zur Verfügung gestellt werden für die unter bestimmten Umständen häufig auftretenden Wiederstarts der Verbrennungsmaschine beim Start/Stopp- System, die elektrische Momentenunterstützung oder den elektrischen Fahrbetrieb bei Mild- und Full-Hybrid-Systemen.

Die elektrische Energie zum Laden der Batterie kann zum einen durch eine Lasterhöhung der Verbrennungsmaschine und durch den Betrieb des Elektromotors als Generator aufgebracht werden. Zum anderen ist eine Nutzung der kinetischen Energie des Fahrzeuges während Verzögerungsvorgängen sinnvoll. Diese Energie wird bei konventionellen Fahrzeugen entweder durch das Motorschleppmoment oder bei Betätigung des Bremspedals durch die Fahrzeugbetriebsbremse in Wärme umgewandelt. Hybridfahrzeuge eröffnen durch generatorische Nutzung des Elektromotors die Möglichkeit, zumindest einen Teil der Energie zurückzugewinnen und sie entweder elektrischen Verbrauchern oder dem elektrischen Antrieb des Fahrzeuges zuzuführen.

Dieser Vorgang wird regeneratives oder rekuperatives Bremsen genannt. Strategien der regenerativen Bremsung Prinzip Bei einem Full Hybrid wird zum regenerativen Bremsen der Verbrennungsmotor abgekoppelt und das Schleppmoment durch ein äquivalentes generatorisches Moment des Elektromotors ersetzt (Schleppmomentensimulation).

Die frei werdende Energie wird gespeichert. Lässt sich der Verbrennungsmotor nicht abkoppeln (wie bei einem Mild Hybrid), kann alternativ ein geringeres generatorisches Moment zusätzlich zum Schleppmoment des Verbrennungsmotors auf den Triebstrang aufgeprägt werden (Schleppmomentenerhöhung). Unter Berücksichtigung des Fahrverhaltens lassen sich durch Schleppmomentensimulation bzw. -erhöhung jedoch keine großen Verzögerungen umsetzen. Problematisch ist das bei den einzelnen Bremsvorgängen unterschiedliche regenerative Bremsmoment und die daraus resultierende unterschiedliche Bremsleistung. Diese muss dem Ladezustand der Batterie und der thermischen Belastung des elektrischen Antriebs angepasst werden.
Inhaltsverzeichnis
Vorwort5
Inhaltsverzeichnis6
Autorenverzeichnis8
Hybridantriebe9
Prinzip9
Betriebsmodi10
Start/Stopp-Funktion12
Hybridisierungsgrade13
Antriebskonfigurationen15
Betrieb von Hybridfahrzeugen22
Hybridsteuerung22
Betriebsstrategien für Hybridfahrzeuge23
Betriebspunktoptimierung25
Auslegung des Verbrennungsmotors28
Regeneratives Bremssystem31
Strategien der regenerativen Bremsung31
Elektroantriebe für Hybridfahrzeuge35
Antriebe für Parallelhybrid- Fahrzeuge35
E-Maschine für den IMG-Antrieb36
Steuergerät für Hybridantriebe41
DC/DC-Wandler für die 12- V-Versorgung44
Funktionen des E-Antriebs45
Bordnetze für Hybridfahrzeuge47
Bordnetze für Fahrzeuge mit Start/Stopp-System47
Bordnetze für Mild- und Full-Hybridfahrzeuge49
Aufbau des Batteriesystems52
Batteriemanagementsystem54
Elektrische Energiespeicher57
Brennstoffzellen für den Kfz-Antrieb60
Funktionsprinzip60
Hybridisierte Brennstoffzellen-Fahrzeuge63
Betrieb des BZ-Systems64
Komponenten des Brennstoffzellensystems68
Wasserstoffspeicherung für mobile Anwendungen74
Alternative Kraftstoffe77
Einsatz alternativer Kraftstoffe im Kfz77
Alternative Kraftstoffe für Dieselmotoren80
Alternative Kraftstoffe für Ottomotoren84
Well-to-Wheel-Analyse92
Getriebe für Kraftfahrzeuge97
Getriebe im Triebstrang97
Anforderungen an Getriebe99
Handschaltgetriebe100
Automatisierte Schaltgetriebe (AST)101
Doppelkupplungsgetriebe (DKG)105
Automatische Getriebe (AT)107
Stufenlose Getriebe (CVT)115
Toroidgetriebe121
Elektronische Getriebesteuerung123
Triebstrangmanagement123
Markttrends124
Steuerung automatisierter Schaltgetriebe AST125
Steuerung von Automatikgetrieben129
Steuerung stufenloser Getriebe145
Sensoren147
Einsatz im Kfz147
Getriebe-Drehzahlsensoren148
Mikromechanische Drucksensoren149
Temperatursensoren152
Positionssensor für Getriebesteuerung153
Sensorsignalverarbeitung154
Signalaufbereitung (Auswerte-IC)154
Steuergerät155
Einsatzbedingungen155
Aufbau155
Datenverarbeitung155
Steuergeräte für die elektronische Getriebesteuerung161
Thermo-Management168
Prozesse und Tools in der Steuergeräteentwicklung170
Softwareentwicklung171
Elektrohydraulische Aktuatoren185
Anwendung und Aufgabe185
Anforderungen185
Aufbau und Arbeitsweise186
Aktuatorausführungen187
Simulationen in der Entwicklung196
Module für Getriebesteuerung199
Anwendung199
Modulausführungen200
Literaturverzeichnis203
Abkürzungen204
Sachwortverzeichnis206

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