Vollhybridantriebsstrang für ein sportliches Hybridfahrzeugkonzept

Der erhebliche Teil aller vom Verkehr verursachten Emissionen ist den Personenkraftwagen geschuldet, da mit ihnen ein Großteil der Personenverkehrsaktivität bewältigt wird. Sportliche Fahrzeuge haben aufgrund der Stückzahlen einen geringen Anteil daran. Da neue Technologien zuerst in Fahrzeugen der Oberklasse eingeführt werden und sie das Interesse stärker auf sich lenken als die Masse der durchschnittlichen Fahrzeuge, ist der Einsatz eines Hybridantriebes gerade in diesem Segment sinnvoll. Aus den möglichen Hybridantriebstopologien sollte ein Antriebsstrang für ein sportliches Hybridfahrzeug für einen bestehenden Sportwagen konzipiert werden. Für den maximalen Systemnutzen bezüglich Performance und Verbrauch musste die optimale Topologie sowie die benötigte Leistungsfähigkeit des Systems erörtert werden, ohne das Fahrzeug mit unnötigen Gewichtshypotheken zu belasten. Nach der Definition der Anforderungen an Sportwagen und Hybridfahrzeuge wurden zunächst umsetzbare Hybridantriebsstrangtopologien bewertet. Die benötigte Leistungsfähigkeit wurde anhand der Auswertung von Kundenfahrdaten bestimmt. Mit einer Antriebsstrangsimulation erfolgte die Untersuchung der Fahrsituationen, in denen die Hybridbetriebszustände der einzelnen Topologien den größten Nutzen generieren. Die Verbrauchseinsparung der vorgeschlagenen Antriebsstrangtopologie gegenüber dem Basisfahrzeug konnte mit dem umgesetzten Prototypenfahrzeug bestätigt werden. Weitere Kraftstoffeinsparungen wurden durch die Erweiterung des Konzeptes mit zusätzlichen Technologien in der Simulation gefunden. Die Untersuchung der Fahrzeugperformance erfolgte mit einer im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Simulationsumgebung für Hybridfahrzeuge im Rundstreckeneinsatz. Mit dem umgesetzten Prototypen konnte eine Verbrauchseinsparung von 22,9 % gegenüber dem Basisfahrzeug gemessen werden. Durch die Erweiterung des Konzeptes um einen Riemenstartergenerator sowie zusätzliche Antriebsstrangmaßnahmen kann diese Einsparung auf 29,4% erhöht werden. Das Fahrzeugkonzept stellt somit unter Beweis, dass der Zielkonflikt eines geringeren Kraftstoffverbrauches einerseits und eines gesteigerten Fahrzeugperformance andererseits durch eine anforderungsgerechte, optimierte Auslegung und Steuerung des Hybridantriebsstranges lösbar ist.