1. Machen sie ein schematisches Signalflußdiagramm für ein konventionelles Fahrzeug und ergänzen dies mit den Funktionen eines Hybridfahrzeuges.
Konventionell: Motor, Getriebe, Wählhebel mit Tiptronic, Bremse
Hybrid: Konventionell und EMOT+Batterie+Hybridmanager
1. Erklären sie den Begriff Start-Stop, nennen sie die Betriebsbedingungen für Start-Stop, sowie der Einfluß auf Verbrauch und Emissionen.
Die VKM wird in Stillstandphasen abgeschaltet bzw. bereits beim Verzögern bei geringen Geschwindigkeiten
die Light-off Temperatur muss erreicht werden
Leerlauf und Bremse betätigt
ungefähr 3-5 % einsparung Verbrauch&Emissionen im NEFZ (weil viele Standphasen)
1. Erklären sie die Funktionsweise der Rekuperation der Bremsenergie durch eine intelligente Generatorregelung. Wie wirkt diese sich auf Verbrauch und Emissionen aus?
Nutzung der Bremsenergierückgewinnung zum Laden der 12 V Batterie
Einsparpotential < 3 %
Nennen und erklären sie drei Möglichkeiten eines Motor Neustarts zu realisieren. Bewerten sie diese bezüglich Motorhochlaufs
Direktstart
starterunterstützter Direktstart
Starterstart (hier: Warum dauert der Start so lang?)
Direktstart: ideale position
konv. Direktstart: position wird erkannt - wird heutzutage genutzt
Starterstart: bis passender Zeitpunkt zum Einspritzen ist
1. Beschreiben und erklären sie das Konzept des erweiterten Direktstarts. Machen sie eine Skizze dazu.
KT einspritzen
nachbarzylinder verdichtet
zündung
Nochmal ansehen
Zurückdrehen des einen Zylinders, um den anderen zu starten
1. Nennen sie die Start-Stop Möglichkeiten von einem Parallelhybrid.
Schleppstart
Schlupfstart
Angerissener Start
Impulsstart
1. Beschreiben und erklären sie die Start-Stop Möglichkeiten Schleppstart von einem Parallelhybrid.
1. Beschreiben und erklären sie die Start-Stop Möglichkeiten angerissener Start von einem Parallelhybrid.
während der fahrt
1. Beschreiben und erklären sie die Start-Stop Möglichkeiten Schlupfstart von einem Parallelhybrid.
1. Beschreiben und erklären sie die Start-Stop Möglichkeiten Impulsstart von einem Parallelhybrid.
1. Erklären sie die Begriffe parallele- und serielle Regeneration ausführlich mit Skizzen. Nennen sie Vor- und Nachteilen.
Parallel: Rennsport, da alle Bremsen parallel einsetzen - weniger Rekuperation; weniger pedalwert für mehr bremskraft als seriell
Seriell: Alltag, hier ist die Rekuperation deutlich besser
1. Was sind die physikalischen Grenzen der Bremsenergierückgewinnung, wie sieht der Wirkungsgradpfad aus?
1. In welchem Bereich ist ein elektrisches Fahren Vorteilhaft? Nennen sie die Problemen die sich dabei ergeben können.
sinnvoll, wenn die VKM einen hohen Verbrauch hat und einen schlechten Wirkungsgrad
aber: E-Motor hat in den Bereichen einen geringen Wirkungsgrad (immer noch besser als die VKM)
nicht sinnvoll bei hohen Lasten, weil dann die Batterie sehr schnell entladen wird
1. Welche elektrischen Maschinen kennen sie? Welche werden bevorzugt bei Hybridfahrzeuge eingesetzt, erklären sie warum.
Gleichstrommaschine (permanent erregt oder elektrisch erregt) / zu schwer + günstig
Synchronmaschine (permanent erregt oder elektrisch erregt)
Asynchronmaschine (gute Überlastfähigkeit + Zuverlässigkeit im Vergleich zu SM)
tranversalfluss / nicht betrachtet
geschaltete Reluktanz / nicht betrachtet
SM (bevorzugt permanent erregt)
+ klein
+ hohe Leistungsdichte
- Regelung
- Temperatur
- permanent erregt (seltene Erden)
- elektrisch erregt (Energie für die Erregung)
1. Erklären sie Sinn- und Zweck der Betriebsanhebung. Stellen sie in einem Muscheldiagramm eine mögliche Strategie dar, erklären sie diese ausführlich.
Erhöhung der Last, um einen Bereich mit höheren Wirkungsgrad zu erreichen. Die Drehzahl bleibt gleich. Die Last kann auch abgesenkt werden. Eine erhöhte Leistung ist aber in der Stadt nicht erwünscht. Daher wird die Leistung, die zu viel ist, generatorisch vom EMOT aufgenommen. So kann der Motor bei besten Wirkungsgrad auf der roten Linie betrieben werden.
1. Erklären und definieren sie den spezifischen Verbrauch und der Wirkungsgrad der Lastpunktanhebung. Leiten sie die Formel für den spezifischen Verbrauch der Lastpunktanhebung her.
Wirkungsgrad LPA = Wirkungsgrad elektrisch
1. Stellen sie eine Hybridstrategie als Funktion vom SOC und Fahrerwunschmoment auf. Erläutern sie ihre Überlegungen.
LPA wegen SOC laden und VKM
hohe last -> VKM nutzen
1. Erklären sie die Begriffe Charge Depleting Mode, Charge Sustaining Mode und ihre Anwendung. Machen sie eine Skizze.
rein elektrische fahrt
SOC halten - verbrauchsoptimierung??
Welche Betriebsstrategien gibt es bei Plug-In-Hybride. Nennen sie mindestens 3
1. Nennen sie die Vor- und Nachteile eines Plug-In-Hybrids
verbrauch, emission, fahrverhalten, leises fahren, verschleiß bremsen, LPA, leiser
teuer, gewicht, komplexität, platzbedarf
1. Nennen und erklären sie die wichtigsten Kriterien zur Aktivierung der Boost-Strategie sind die folgenden, zeichnen sie ein Muscheldiagramm dazu.
1. Welche Komponenten im Kühlmittelkreislauf sind notwendig für den sicheren Betrieb eines Hochvoltsystems in einem Plug-In-Hybrid. Welche Temperaturbereiche der Komponenten im thermischen Netzwerk kennen sie?
Kühlmottelausgleichsbehälter
Umschaltventile für die Niedertemperaturkühlung
Bypassventile
Külmittelpumpe
Wärmetauscher
Temperaturbereiche:
Motor+Getriebe+Heizung+Turbolader > 90°C
Turbolader+Ladeluftkühler+EMOT 75 - 90 °C
LE+Ladegerät 60 °C
HV-Batterie < 60 °C
1. Nennen und erklären sie einige Motor– und Triebwerkschutzfunktionen eines Plug-In Hybrids.
1. Nennen sie die Vor- und Nachteile eines Schaltgetriebes bei einem Elektrofahrzeug.
-hydraulische Pumpe notwendig
-Gewicht
-Wirkungsgrad (wegen Pumpe schlechter, aber weil besseres Kennfeld besser -> umstritten)
-Kosten
-Bauraum
-Komplexität
-Fahrkomfort (umstritten)
+Kennfelder so anordnen, dass guter Wirkungsgrad erreicht wird
+ besser steigfähigkeit
+ höhere endgeschwindigkeit
Kausale Betreibsstrategie
Nutzung von aktuell verfügbare Daten + Statistik als Eingangsgrößen
in der Praxis nur das möglich, da alles andere nicht vorhersehbar
Nicht kausale Betriebsstrategie
Fahrprofil muss bekannt sein
Nutzung von Optimierungsverfahren, um die beste Lösung zu ermitteln
Ausgangsgrößen folgen nicht zu jedem Zeitpunkt unmittelbar Gesetzmäßigkeiten/Zusammenhängen
Fahrprofil ist nicht bekannt
Heuristische Betriebsstrategie
Heuristisch erstellte Gesetzmäßigkeiten mit boolschen Variablen (Aktivierung der Betriebstrategien in Abhängigkeit Geschwindigkeit und erforderliches Drehmoment)
Optimale Betriebsstrategie
für eine bekannten Zyklus die optimale Lösung finden (z.B. für den Verbrauch)
diverse Grenzen müssen berücksichtigt werden (Temperatur)
Verhalten hinsichtlich weiterer Zielwerte kann über eine Gewichtung berücksichtigt werden
Betriebsstrategie mit Energiekostenindikator
Betriebsstrategie mit Prognosefunktion
1. Zeichnen sie das Ragone Diagramm einer Lithium-Ionen Batterie. In welchem Leistungs- und Energiebereich befinden sich die Batterien für E-Fahrzeuge und für Hybridfahrzeuge. Welche Möglichkeiten ergeben sich bei Plug-In-Hybridfahrzeugen.
Leistung oder Reichweite optimieren beim PHEV
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