10. Hybridantriebe (HEV I) Flashcards

Question 1

Q

Elektromotoren - Drehmomentencharakteristik (Vergleich mit Verbrennungsmotor)

Beim Verbrennungsmotor hat man nur bei hohen ?(1)? im jeweiligen Gang die maximale Leistung. Bei niedrigen ?(1)? im jeweiligen Gang reduziert sich automatisch die Leistung (Zugkraft).
Bei niedrigen ?(1)? kann also niemals die ganze Leistung abgerufen werden.

Die E-Maschine kann dagegen eine Charakteristik, welche ziemlich genau der ?(2)? folgt.
Egal bei welcher Drehzahl kann also fast immer die ?(3)? Leistung abgerufen werden. Bei niedrigen Drehzahlen sind also auch sehr ?(4)? Drehmomente möglich. Allerdings ist ab einer bestimmten Grenze (hier ca. 285Nm) kein höheres Drehmoment mehr möglich.

—> Folie 3 ansehen!!!

Answer

A

(1) Drehzahlen
(2) Pmax-Kurve (P:Leistung)
(3) maximale
(4) hohe

Question 2

Q

Einteilung der Hybridantriebe

Wie können Hybridantriebe grundsätzlich eingeteilt werden? (3)

Answer

A

serielle Hybridantriebe
(also in Reihe geschalten)
parallele Hybridantriebe
(Verbrennungsmotor und E-Maschine treiben Fahrzeug gemeinsam an)
Misch-Hybridantriebe
(Versuchen Vorteile von seriellen und parallelen Hybridantrieben zu kombinieren, komplexer)

Question 3

Q

Serielle Hybridantriebe (in Reihe geschalten)

Wie lautet die typische Kette? (SEHR KLAUSURRELEVANT)

Answer

A

Verbrennungsmotor wandelt chemische Energie aus dem Kraftstofftank in mechanische Energie um
E-Maschine als Generator wandelt mechanische Energie in elektrische Energie (elekt. Strom) um
Batterie speichert die elektrische Energie (bzw. elektr. Strom)
E-Maschine als Motor wandelt die aus der Batterie entnommene elektrische Energie in mechanische Energie um

—> diese mechanische Energie überträgt sich dann auf die Räder und das Fahrzeug bewegt sich

(SIEHE ABB. Folie 7)

Question 4

Q

parallele Hybridantriebe: Verbrennungsmotor und E-Maschine treiben Fahrzeug gemeinsam an

Welche Unterkategorien sind möglich: ?? (3)

Answer

A

momentenaddierende Hybridantriebe
(z.B. mittels Stirnradgetriebe, Kette)

drehzahladdierende Hybridantriebe
(z.B. mittels Planetengetriebe)

zugkraftaddierende Hybridantriebe 
(z.B. Verbrennungsmotor wirkt auf die Vorderachse und die E-Maschine auf die Hinterachse)

Question 5

Q

Wie können momentenaddierende Hybridantriebe nochmals unterteilt werden? (2)

Answer

A

Einwellen-Hybridantrieb

Zwei-/Mehrwellen-Hybridantrieb

Question 6

Q

Wie können Misch-Hybridantriebe unterteilt werden? (2)

Answer

A

kombinierte Hybridantriebe

leistungsverzweigte Hybridantriebe

Question 7

Q

Was wird alles benötigt um aus einem reinen Verbrennungsmotor einen Hybridantrieb zu machen? Nenne die wichtigsten Komponenten!(4)

(bzw. Welche zusätzlichen Komponenten sind bei einem Hybridantrieb im Vergleich zu einem Antrieb mit Verbrennungsmotor notwendig?)

Answer

A

Energiespeicher
(z.B. Lithium-Ionen-Batterien, Kondensatoren(SuperCap))

Leistungselektronik

E-Maschine
(z.B. Asynchronmaschine, Permanenterregte Synchronmaschine, Reluktanzmaschine)

Getriebe
(z.B. Stufengetriebe, CVT, Automatikgetriebe, feste Übersetzung (für Radnabenmotor))

Question 8

Q

Nenne Aufgaben der Leistungselektronik: ?? (3)

Answer

A

Kommunikation mit den Steuergeräten
Ansteuerung der E-Maschine
Diagnose der Systeme

Question 9

Q

Hybridantriebe: Betroffene Baugruppen
—> welche weiteren Baugruppen werden noch benötigt?

(Nenne die, die über die wichtigsten neuen Komponenten (Energiespeicher, Leistungselektronik, E-Maschine, Getriebe) noch hinaus gehen

Answer

A

entsprechende Kabel (z.B. für sehr hohe Spannungen und deutlich höhere Ströme)
bestimmte neue Nebenaggregate (z.B. weil durch die nun vorhandene elektrische Leistung an Bord die sonst mechanisch angetrieben Nebenaggregate nun elektrisch angetrieben werden können)
(…) —> siehe Folie 6

Question 10

Q

Arten von Hybridantrieben:
—> Abbildungen auf Folie 7 !!!
—> Video ab 29:50min.
—> wohl typische Prüfungsfrage

Question 11

Q

Arten von Hybridantrieben

Paralleler Hybridantrieb

Erkläre den Aufbau, sowie den Ablauf!
(KLAUSURRELEVANT)

Answer

A

Sowohl Verbrennungsmotor, als auch E-Maschine als Motor sitzen auf einer Welle.
Beide treiben momentenaddierend (im Falle der Abbildung) das Fahrzeug an.

Es ist wichtig, dass für den Verbrennungsmotor eine Trennkupplung vorgesehen ist. Das ermöglicht, dass man mit dem Fahrzeug auch mal rein elektrisch aus der Batterie heraus fahren kann. (Besonders für Plug-In-Hybride mit sehr großer Batterie wichtig, da man diese zuhause aufladen kann…)

E-Maschine als Motor und E-Maschine als Generator sind zusammen.

AUFBAU SIEHE ABBILDUNG FOLIE 7!

Question 12

Q

Arten von Hybridantrieben

Leistungsverzweigter Hybridantrieb

Erkläre Aufbau und Ablauf!
(KLAUSURRELEVANT)

Answer

A

Auch hier sitzen Verbrennungsmotor und E-Maschine als Motor auf einer Welle.
Und auch hier muss für den Verbrennungsmotor eine Trennkupplung vorgesehen sein.

Man trennt aber nun E-Maschine als Generator und E-Maschine als Motor auf. Man hat also zwei elektrische Maschinen an Bord.

Dies bedeutet, dass man mit dem E-Motor aus der Batterie heraus fahren kann und trotzdem gleichzeitig die Möglichkeit hat in einem anderen Betriebspunkt (also mit einer anderen Drehzahl) mit dem Verbrennungsmotor die Batterie über den E-Generator zu laden.

Man kann also den seriellen Ansatz und auch durch Schließen der Kupplung den parallelen Ansatz (z.B. momentenaddierend) mit dem leistungsverzweigter Hybridantrieb anwenden. Man hat also mehr Möglichkeiten.

(ABBILDUNG AUF FOLIE 7!!!)

Question 13

Q

Beim seriellen Hybridantrieb ist der Verbrennungsmotor nicht mit der ?(1)? verbunden. Er produziert in Kombination mit einem ?(2)? Strom. Dieser wird entweder ?(3)? oder gleich von einer weiteren ?(4)? zum ?(5)? des Fahrzeuges genutzt.

Answer

A

(1) Antriebsachse
(2) Generator
(3) gespeichert (mit Batterie)
(4) E-Maschine
(5) Antrieb

Question 14

Q

Nenne Vorteile eines seriellen Hybridantriebes: ?? (4)

Answer

A

Betriebspunkt des Verbrennungsmotors kann, unter Berücksichtigung der benötigten Energie, frei gewählt werden (gibt keine mechanische Verb.)
optimale Betriebsstrategie für sparsames Fahren und geringe Schadstoffemissionen möglich
große Bremsenergierückgewinnung (aufgrund der großen E-Maschine als Motor an Hinterachse)
kein Getriebe für den Verbrennungsmotor notwendig

Question 15

Q

Serieller Hybridantrieb

Nenne Nachteile: ?? (4)

Answer

A

hohe Umwandlungsverluste im Antriebsstrang (Verbrennungsmotor -> Generator -> ggf. Batterie -> E-Maschine)
3-fach installierte Leistung für dauerhafte Volllast nötig (Verbrennungsmotor, E-Generator, E-Motor)
hohes Gewicht und hohe Kosten (auch wegen Verbrennungsmotor, E-Generator und E-Motor)
Package

Question 16

Q

Bsp. Für ein Fahrzeug mit seriellen Hybridantrieb: ?? (2)

Answer

A

BMW i3 mit REX
—> E-Maschine im Vergleich zum Ottomotor hier mit deutlich größerer Leistung (weil man in der Realität weiß, dass man nicht mit Volllast rumfährt)
Fisker Karma (Leistungshybrid)
—> beim Sportauto muss man dagegen davon ausgehen, dass oft mit Vollast gefahren wird
—> darum hat hier der Ottomotor mehr als halb so viel Leistung wie die beiden E-Maschinen zusammen (also deutlich mehr als beim Fall darüber)

—> Folie 9!!

Question 17

Q

Paralleler Hybridantrieb

Verbrennungsmotor und E-Maschine sind ?(1)? mit der ?(2)? verbunden und können ?(3)? und/oder ?(4)? auf diese wirken.

Verschiedene Konfigurationen möglich:

Mild- /Voll-Hybrid
Drehmoment- und Drehzahl-Addition
Ein- / Zwei-Wellen System

Answer

A

(1) parallel
(2) Antriebsachse
(3) einzeln
(4) kombiniert

Question 18

Q

Paralleler Hybridantrieb

Nenne Vorteile: ?? (1)

Answer

A

Gut skalierbares System hinsichtlich gewünschter Funktion, Kosten und Nutzen

(Weil man hat im Prinzip einen normalen Antriebsstrang wie bei einem Verbrenner und man packt zusätzlich zum Verbrennungsmotor nun noch eine E-Maschine als Motor mit drauf.
Diese kann eine ziemlich kleine E-Maschine mit 5-10kW sein oder eben auch eine E-Maschine mit 50-60kW. Je nach Leistung sind dann eigene Eigenschaften vorhanden. Bei sehr großen E-Maschinen ist es bspw. möglich teilweise komplett elektrisch zu fahren)

Question 19

Q

Warum ist ein paralleler Hybridantrieb ein gut skalierbares System hinsichtlich gewünschter Funktion, Kosten und Nutzen?

Answer

A

Weil man im Prinzip einen normalen Antriebsstrang wie bei einem Verbrenner hat und nun zusätzlich zum Verbrennungsmotor noch eine E-Maschine als Motor draufpackt. Diese kann eine ziemlich kleine E-Maschine mit 5-10kW sein oder eben auch eine E-Maschine mit 50-60kW. Je nach Leistung sind dann eigene Eigenschaften vorhanden. Bei sehr großen E-Maschinen ist es bspw. möglich teilweise komplett elektrisch zu fahren

Question 20

Q

Paralleler Hybridantrieb

Nachteil: ?? (1)

Answer

A

Begrenzte Variation des Betriebspunktes der Verbrennungskraftmaschine

(Man kann also im Gegensatz zum seriellen Hybridantrieb nicht mehr frei den Betriebspunkt wählen, weil der Verbrennungsmotor mechanisch mit den Rädern verbunden ist. Man kann versuchen den Lastpunkt ein bisschen anzuheben oder herabzusetzen, weil man mit der E-Maschine ein bisschen Drehmoment dazu geben oder wegnehmen kann. Richtig viel lässt sich da aber nicht machen)

Question 21

Q

Beim parallelen Hybridantrieb kann man frei den Betriebspunkt wählen.

Wahr/Falsch?

Answer

A

FALSCH!!!

—> beim seriellen Hybridantrieb möglich

Question 22

Q

Nenne 2 Fahrzeuge mit parallelem Hybridantrieb: ?? (2)

Answer

A

Honda Civic Hybrid

- Porsche Panamera Hybrid

Question 23

Q

Einbauposition der E-Maschine in einem Parallel-Hybridantrieb und deren Bezeichnung

Es geht generell von ??-Hybrid bis ??-Hybrid

Answer

A

P0 bis P4

—> ABBILDUNG Folie 11 !

Question 24

Q

Einbauposition der E-Maschine in einem Parallel-Hybridantrieb und deren Bezeichnung

Die E-Maschine ist über einen Riemen mit dem Verbrennungsmotor verbunden

Bezeichnung

Answer

A

P0-Hybrid

Question 25

Q

Einbauposition der E-Maschine in einem Parallel-Hybridantrieb und deren Bezeichnung

Die E-Maschine ist direkt mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbunden.

Bezeichnung?

Answer

A

P1-Hybrid

Question 26

Q

Einbauposition der E-Maschine in einem Parallel-Hybridantrieb und deren Bezeichnung

Die E-Maschine ist mit der Eingangswelle des Getriebes verbunden. Zwischen E-Maschine und Verbrennungsmotor ist eine Kupplung.

Bezeichnung?

Answer

A

P2-Hybrid

Question 27

Q

Einbauposition der E-Maschine in einem Parallel-Hybridantrieb und deren Bezeichnung

Die E-Maschine ist
mit der Ausgangswelle des Getriebes verbunden.

Bezeichnung?

Answer

A

P3-Hybrid

Question 28

Q

Einbauposition der E-Maschine in einem Parallel-Hybridantrieb und deren Bezeichnung

Die E-Maschine ist mit einer Achse verbunden.

Bezeichnung?

Answer

A

P4-Hybrid

Question 29

Q

P0-Hybrid

Eine bestimmte Einbauposition der E-Maschine in einem Parallel-Hybridantrieb. Erkläre sie!

Answer

A

Die E-Maschine ist über einen Riemen mit dem Verbrennungsmotor verbunden

Question 30

Q

P1-Hybrid

Eine bestimmte Einbauposition der E-Maschine in einem Parallel-Hybridantrieb. Erkläre sie!

Answer

A

Die E-Maschine ist direkt mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbunden

Question 31

Q

P2-Hybrid

Eine bestimmte Einbauposition der E-Maschine in einem Parallel-Hybridantrieb. Erkläre sie!

Answer

A

Die E-Maschine ist mit der Eingangswelle des Getriebes verbunden.

Zwischen E-Maschine und Verbrennungsmotor ist eine Kupplung

Question 32

Q

P3-Hybrid

Eine bestimmte Einbauposition der E-Maschine in einem Parallel-Hybridantrieb. Erkläre sie!

Answer

A

Die E-Maschine ist mit der Ausgangswelle des Getriebes verbunden

Question 33

Q

P4-Hybrid

Eine bestimmte Einbauposition der E-Maschine in einem Parallel-Hybridantrieb. Erkläre sie!

Answer

A

Die E-Maschine ist mit einer Achse verbunden

Question 34

Q

Beispiel Paralleler Hybrid

1) Nenne ein Bsp. Für einen P2-Hybrid!
2) Nenne ein Bsp. Für einen P4-Hybrid

Answer

A

1) VW Gold GTE (Golf VII Plug-In):
—> hohe Leistung der E-Maschine, höhere Batteriekapazität

2) Peugeot 3008 HYbrid4:
—> geringe Leistung der E-Maschine, kleine Batteriekapazität

—> die unterschiedliche Leistung der E-Maschine verdeutlicht die gute Skalierbarkeit beim parallel-Hybridantrieb

—> Folie 12(+11)

Question 35

Q

Beispiel Paralleler Hybrid

1) Nenne ein Bsp. Für einen P1-Hybrid!
2) Nenne ein Bsp. Für einen P2-Hybrid

Answer

A

1) Mercedes S-400 Hybrid:
—>E-Maschine nur sehr klein (weil vorne angebracht und nicht viel Platz); kleine Batteriekapazität

2) Porsche Panamera S E-Hybrid:
—> große E-Maschine und große Batteriekapazität

—> die unterschiedliche Leistung der E-Maschine verdeutlicht die gute Skalierbarkeit beim parallel-Hybridantrieb

Folie 13(+11)

Question 36

Q

Leistungsverzweigter Hybridantrieb (Powersplit Hybrid)

Die Leistung des Verbrennungsmotors wird in einen ?(1)? und einen ?(2)? Zweig aufgeteilt und zur ?(3)? geführt.

Answer

A

(1) elektrischen
(2) mechanischen
(3) Antriebsachse

Question 37

Q

Leistungsverweigter Hybridantrieb (Powersplit Hybrid)

Vorteile: ?? (2)

Answer

A

hohe Variabilität der Betriebspunkte des Verbrennungsmotors
(Weil Verbrennungsmotor sitzt auch auf Antriebsachse und kann direkt das Fahrzeug mit antreiben, aber man kann ihn auch auskuppeln und dazu nutzen die Batterie über den Generator zu laden und den Antrieb des Fahrzeuges übernimmt dann erstmal der E-Motor; Kombination ist aber auch möglich, sowie addieren, etc.)
hohe Effizienz der Bremsenergierückwirkung

Question 38

Q

Leistungsverweigter Hybridantrieb (Powersplit Hybrid)

Nachteil: ?? (1)

Answer

A

mindestens 2 E-Maschinen notwendig

auch kostspielig

Question 39

Q

Leistungsverzweigung am Beispiel Toyota Prius: Zusammenspiel von Ottomotor
—> siehe Schematische Abbildung Folie 15!!!

Question 40

Q

Beispiele Leistungsverzweigter Hybrid: ?? (2)

Answer

A

Toyota Prius IV:
—> große E-Maschine (fast genau so groß wie der Ottomotor)
—> kleine Batteriekapazität (weil man mit Verbrennungsmotor beim leistungsverzweigten Hybrid auch die Möglichkeit hat immer genug Strom bereit zu stellen)

Mitsubishi Outlander PHEV
—> 2 große E-Maschinen mit zusammen deutlich mehr Leistung als der Ottomotor
—> aufgrund der hohen Leistung durch die E-Maschinen muss auch mehr Batteriekapazität zur Verfügung stehen
(Meistverkauften Plug-In-Hybrid Europas, 2019)

Question 41

Q

Emissionsvorteile eines Hybridantriebes

CO2-Reduktion(=Wirkungsgrad Verbesserung) durch: ?? (6)

Answer

A

Start/Stopp des Verbrennungsmotors
Bremsenenergierückgewinnung
höheren Generatorwirkungsgrad
Energiemanagement/Torque-Split
bedarfsgerechten Antrieb von Nebentrieben
elektrische Fahrt bei Schwachlast

Question 42

Q

Emissionsvorteile eines Hybridantriebes

CO2-Reduktion durch Start/Stopp des Verbrennungsmotors.

Wodurch?

Answer

A

Da man in bestimmten Bereichen, in welchen rein elektrisch gefahren werden kann, der Verbrennungsmotor einfach ausgeschalten werden kann, wenn er dort sonst hohe Emissionen (schlechten Wirkungsgrad) verursachen würde.

Question 43

Q

Emissionsvorteile eines Hybridantriebes

CO2-Reduktion durch Bremsenergierückgewinnung

Wodurch?

Answer

A

Da beim Abbremsen eines Fahrzeuges mit herkömmlichen Motor eine mechanische Bremse zum Einsatz kommt und die gesamte kinematische Energie in Abwärme umgewandelt werden würde. Die Energie ginge also verloren. Durch die E-Maschine kann man im Generatorbetrieb einen Teil dieser mechanischen Energie wieder zurück in elektrische Energie umwandeln, in der Batterie Zwischenspeichern und später wiederverwenden.

Question 44

Q

Emissionsvorteile eines Hybridantriebes

CO2-Reduktion durch Energiemanagement/Torque-Split

Wodurch?

Answer

A

Man kann ein gutes Energiemanagement betreiben, weil man sich aussuchen kann wie viel Drehmoment man vom Verbrennungsmotor nimmt und wie viel Drehmoment man von der E-Maschine nimmt.
Die Auswahl ist allerdings nicht so leicht, da man sich mit Hybridstrategien auseinander setzen muss und man überlegen muss, was die beste Kombination ist, um insgesamt den geringsten Wirkungsgrad zu erhalten.

Generell erlaubt es der Hybrid einfach erstmal das angeforderte Drehmoment aufzuteilen.

Question 45

Q

Emissionsvorteile eines Hybridantriebes

CO2-Reduktion durch elektrische Fahrt bei Schwachlast

Wodurch?

Answer

A

Da bei Stadtverkehr oder Stau elektrisch gefahren werden kann.

Question 46

Q

Emissionsvorteile eines Hybridantriebs

Schadstoffreduktion durch: ?? (3)

Answer

A

geringeren Kraftstoffumsatz
Phlegmatisierung des Verbrennungsmotors
Energienutzung bei Lastanhebung des Verbrennungsmotors

Question 47

Q

Emissionsvorteile eines Hybridantriebs

Schadstoffreduktion durch geringeren Kraftstoffumsatz.

Begründung?

Answer

A

Man kann Kraftstoff sparen, indem man den Verbrennungsmotoren nur in seinen Bestpunkten betreibt. In der restlichen Zeit kann elektrisch gefahren werden.

Question 48

Q

Emissionsvorteile eines Hybridantriebs

Schadstoffreduktion durch Energienutzung bei Lastanhebung des Verbrennungsmotors

Begründung?

Answer

A

Der Verbrennungsmotor wird am besten in Bereichen höherer Last betrieben, weil er dort höhere Wirkungsgrade vorweist.
Meistens kann man ihn auch so auslegen, dass er dort dann auch gute Verbräuche hat. Zumindest bei geringen Drehzahlen.
Wenn man jetzt mit seinem Hybridantrieb die Last anheben kann, dann kommt man automatisch in einen besseren Bereich bzgl. dem spezifischen Kraftstoffverbrauch und dadurch hat man Vorteile.

Question 49

Q

Herausforderungen/Nachteile eines Hybridantriebes: ?? (5)

Answer

A

Gewicht zusätzlicher Komponenten
Bauraumbedarf zusätzlicher Komponenten
Kosten zusätzlicher Komponenten
Wartung zusätzlicher Komponenten
Lebensdauer/Störanfälligkeit zusätzlicher Komponenten

Question 50

Q

Hybridantrieb: Lastpunktbeeinflussung des Verbrennungsmotors

Blauer Punkt stellt bestimmten Betriebspunkt bei einem konventionellen Fahrzeug dar. Der Hybrid erlaubt es aber diesen Lastpunkt zu verschieben.

Nenne 3 Maßnahmen zur Kraftstoffeinsparung des Verbrennungsmotors: ??
—> für Verständnis mit Abbildung Folie 18

Answer

A

a) Lastpunktanhebung:
- Drehzahl bleibt gleich
- Drehmoment wird erhöht (von ca.50 auf ca.130Nm) —> dadurch Leistungserhöhung (10kW auf 30kW)

b) Betriebspunktverschiebung (bei konstanter Leistung):
- prinzipiell wie schalten in einen höheren Gang
- ermöglicht besseren Wirkungsgrad (da höheres Drehmoment und niedrigere Drehzahl)
(ACHTUNG: nicht jede Verschiebung nach oben entlang konstanter Leistung führt zu einem geringeren Kraftstoffverbrauch/besseren Wirkungsgrad —> siehe Folie 20)

c) Start/Stopp
- Ausschalten des Verbrennungsmotors
- Betriebspunkt spring auf Null (für Drehzahl und Drehmoment)
- Kraftstoffverbrauch und Emissionen gehen auf Null (weil E-Maschine Fahrzeug anschieben kann)

Question 51

Q

Hybridantrieb: Lastanhebung

Beispielrechnung:
—> siehe Folie 19!! + Karteikarte

Question 52

Q

Hybridantrieb: Betriebspunktverschiebung

—> siehe Folie 20!!!

Question 53

Q

Resultierender spezifischer Kraftstoffverbrauch
—> Folie 21 ansehen!!

Man erkennt, dass genau in dem Bereich, in welchem der Verbrennungsmotor die schlechten Wirkungsgrade hat (z.B. 300-500 g/kWh) die E-Maschine deutlich besser abschneidet (250-270g/kWh).

Aus dieser Erkenntnis kann man eine Grenze für einen elektrischen Betrieb festlegen. Hier ist diese grün dargestellt (könnte bspw. so verlaufen)

Question 54

Q

Resultierender spezifischer Kraftstoffverbrauch

Grundregel:
Bei geringen Drehmomenten, welche mit dem E-Motor abgebildet werden können, sollte man vermutlich ?(1)? fahren.
—> Warum? (2)

Bei Bereichen mit ?(3)? Drehmomenten sollte ich vermutlich mit dem Verbrennungsmotor fahren.

In dem Bereich, wo die E-Maschine unterdimensioniert ist und die Hauptsystemleistung aus dem Verbrennungsmotor kommt, muss ich rein mit ?(4)? fahren.

Answer

A

(1) rein elektrisch
(2) weil Verbrennungsmotor dort hohen Kraftstoffverbrauch hat
(3) hohen
(4) Verbrennungsmotor

(Folie 21 verdeutlicht diesen Sachverhalt!)

Question 55

Q

Wie groß wird der Wirkungsgrad/spezifische Kraftstoffverbrauch vom Verbrennungsmotor auf der Linie mit 0 Nm (0 Drehmoment) sein?

—> also z.B. bei einer Drehzahl von 3500 min-1 und einem Drehmoment von 0 Nm

Answer

A

UNENDLICH, denn:
—> man muss weiter Kraftstoff verbrennen, damit sich Motor mit 3500 min-1 dreht
—> selbst bei 0 Nm Drehmoment (also keinem Nutzen)

Question 56

Q

Man hat beim Verbrennungsmotor einen gewissen ?(1)? an Kraftstoff, welchen man aufwenden muss, um den Motor zu verwenden.

Der Motor muss nämlich:

eine gewisse ?(2)? überwinden, wenn er sich dreht
bestimmte ?(3)? (z.B. Kraftstoffpumpe o. Kühlwasserpumpe) antreiben

Das sind alles ?(4)?, welche bei einer geringen Lastabnahme (geringem Drehmoment) einen ?(5)? haben.

Es kann also sein, dass man mehr ?(6)? dafür aufwendet, dass der Motor weiter im Betrieb ist als dafür, dass er Last abnimmt.

Bei höheren ?(7)? verändert sich dieses ?(8)?, weil viel mehr Leistung als ?(9)? abgenommen wird. Das Verhältnis ist dort also viel besser und man hat bei hohen Leistungen deshalb die hohen ?(10)? beim Verbrennungsmotor.

Answer

A

(1) Grundaufwand
(2) Reibung
(3) Nebenantriebe
(4) Konstantverbräuche
(5) sehr großen Einfluss
(6) Drehmoment (?)
(7) Drehmomenten
(8) Verhältnis
(9) Nutzleistung
(10) Wirkungsgrade

Question 57

Q

Warum stehen in einem Kennfeld für einen E-Motor spezifische Kraftstoffverbräuche dran?

Answer

A

Weil man sich diese ausrechnen kann, wenn man die gesamte Wirkungsgradkette durchrechnet.

(Man muss bei so einer Rechnung aber auch einen Haufen Annahmen berücksichtigen, weshalb eine Betriebsstrategie festlegen sehr komplex wird.)

Question 58

Q

Man ist also relativ flexibel in Bezug auf den Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors, wann und wie man Lastpunktanhebung zum Nachladen betreibt. Berücksichtigt man nun die Wirkungsgradkette von Generator, Batterie beim Laden und Entladen sowie elektrische Maschine als Fahrmotor beim rein elektrischen Fahren, kann man den virtuellen spezifischen Kraftstoffverbrauch des Elektrobetriebs berechnen. So ergibt sich auch, in welchem Moment- und Leistungsbereich der Elektrobetrieb insgesamt mit Nachladen über den Verbrennungsmotor im autarken Betrieb günstiger ist.

(Nur lesen, Folie 21)

Question 59

Q

Plug-In-Hybridantriebe

Idee: ??

Answer

A

Rein elektrisch fahren im täglichen Gebrauch

- längere Strecken mit Verbrennungsmotor

Question 60

Q

Man ist also relativ flexibel in Bezug auf den Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors, wann und wie man Lastpunktanhebung zum Nachladen betreibt. Berücksichtigt man nun die Wirkungsgradkette von Generator, Batterie beim Laden und Entladen sowie elektrische Maschine als Fahrmotor beim rein elektrischen Fahren, kann man den virtuellen spezifischen Kraftstoffverbrauch des Elektrobetriebs berechnen. So ergibt sich auch, in welchem Moment- und Leistungsbereich der Elektrobetrieb insgesamt mit Nachladen über den Verbrennungsmotor im autarken Betrieb günstiger ist

(Nur lesen)

Question 61

Q

Ein Plug-In-Hybridantrieb ist ein Hybridantrieb dessen Batterie von ?? aufgeladen werden kann.

Question 62

Q

Hybrid

Klassifizierung nach Anteil an der Antriebsleistung
—> Folie 23 ansehen!!

Question 63

Q

Hybrid

Klassifizierung nach Anteil an der Fahrleistung
—> siehe Folie 24!

Question 64

Q

Wonach können Hybridantriebe u.a. klassifiziert werden? (2)

Answer

A

1) nach dem Anteil der elektrischen Leistung an der Antriebsleistung
2) nach der maximal rein elektrischen Reichweite

Answer 55

A

„Boosten“, Anfahrunterstützung (Turboloch)
—> kurzzeitige Momentenüberhöhung (Spaß)

Elastizitätsverbesserung

Abfedern der dynamischen Lastwechsel des Verbrennungsmotors
—> momentenneutral für Emissionsreduktion

Kurzzeitiges rein elektrisches Fahren (Anfahren, Kriechen, Rangieren)

Rekuperation

Answer 56

A

1) Wechsel- oder Drehstomenergie in Gleichstromenergie (mit Gleichrichter)
2) Gleichstromenergie in Gleichstromenergie mit anderem Spannungsniveau (mit Gleichstromumrichter)
3) Gleichstromenergie in Wechsel- oder Drehstromenergie (mit Wechselrichter)
4) Wechsel- oder Drehstromenergie in Wechsel- oder Drehstromenergie mit anderem Spannungsniveau (mit Wechselstromumrichter)

Answer 57

A

(1) Leistungselektronik
(2) verlustarm
(3) Schalter

Answer 58

A

Weil man bei der Rekuperation die gesamte Wirkungskette zwei mal durchlaufen muss.
(Siehe Formel, Folie 28)

(Trzd. sind diese 50% ein Gewinn!)

Answer 59

A

—> siehe Folie 28!!

Answer 60

A

elektrisch
mechanisch (z.B. mit Schwungrad)
hydraulisch (also mit Öl)
pneumatisch (also mit Gas)

Answer 61

A

Bei Fahrzeugen mit hoher Bremshäufigkeit und hoher Bremsleistung! (Also z.B. Müllfahrzeug, Stapler, Stadtbus,…)

Answer 62

A

(1) Verbrennungsmotor
(2) hydraulische Pumpe
(3) Öl
(4) Druckspeicher
(5) zusammengedrückt
(6) rausgedrückt
(7) hydraulischen Motor
(8) Antriebsachse

—> hat sich nie so richtig durchgesetzt

Answer 63

A

Dynamik:

beim Boosten
Anfahragilität
Unterstützung Rückschaltung

Verbrauch/Emissionen:

bei der Rekuperation
Lastpunktverschiebung
emissionsarmen Start

Komfort:

Startkomfort
Zuschaltkomfort aus Segeln
mehr Energie für Komfortverbraucher

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10. Hybridantriebe (HEV I) Flashcards

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