DE102013103306A1 - Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs, wobei das Hybridfahrzeug einen Verbrennungsmotor und eine erste Elektromaschine aufweist, denen eine gemeinsame Eingangswelle eines Getriebes zugeordnet ist, zum Antrieb einer ersten Achse des Hybridfahrzeugs, sowie das Hybridfahrzeug eine zweite Elektromaschine zum Antrieb einer zweiten Achse des Hybridfahrzeugs aufweist, ferner das Hybridfahrzeug eine Traktionsbatterie für die beiden Elektromaschinen aufweist, wobei die Traktionsbatterie in einem Generatorbetrieb der ersten Elektromaschine aufladbar ist. Bei einem solchen Verfahren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Elektromaschinen eine größere Gesamtleistung aufweisen als die Leistung des Verbrennungsmotors, wobei im Betriebszustand des ausschließlich verbrennungsmotorischen Antriebs des Hybridfahrzeugs die erste Elektromaschine im Generatorbetrieb betrieben wird. Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet bei hohem Elektrifizierungsgrad eine große elektromotorische Reichweite des Fahrzeugs.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs, wobei das Hybridfahrzeug einen Verbrennungsmotor und eine erste Elektromaschine aufweist, denen eine gemeinsame Eingangswelle eines Getriebes zugeordnet ist, zum Antrieb einer ersten Achse des Hybridfahrzeugs, sowie das Hybridfahrzeug eine zweite Elektromaschine zum Antrieb einer zweiten Achse des Hybridfahrzeugs aufweist, ferner das Hybridfahrzeug eine Traktionsbatterie für die beiden Elektromaschinen aufweist, wobei die Traktionsbatterie in einem Generatorbetrieb der ersten Elektromaschine aufladbar ist.
  • Bei einem derartigen Hybridfahrzeug handelt es sich um ein Parallel-Hybridfahrzeug. Bei einem solchen Hybridfahrzeug wirken der Verbrennungsmotor und die Elektromaschine, vorstehend der der ersten Achse zugeordnete Verbrennungsmotor und die der ersten Achse zugeordnete Elektromaschine, auf den gemeinsamen Antriebsstrang. Damit sind mindestens in einem Betriebszustand die Kräfte oder Drehmomente dieser genannten Antriebe gleichzeitig verfügbar.
  • Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist aus der US 2009/0093336 A1 bekannt. Ein ähnliches Verfahren ist in der DE 10 2011 000 609 A1 beschrieben.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass bei hohem Elektrifizierungsgrad eine große elektromotorische Reichweite des Fahrzeugs gewährleistet ist.
  • Gelöst wird die Aufgabe dadurch, dass die Elektromaschinen eine größere Gesamtleistung aufweisen als die Leistung des Verbrennungsmotors, wobei im Betriebszustand des ausschließlich verbrennungsmotorischen Antriebs des Hybridfahrzeugs die erste Elektromaschine im Generatorbetrieb betrieben wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, das spezifizierte Hybridfahrzeug so zu betreiben, dass es sehr große Strecken rein elektrisch zurücklegen kann. Dabei treibt im Bedarfsfall der Verbrennungsmotor die als Generator betriebene Elektromaschine an, um die Traktionsbatterie wieder aufzuladen. Weiterhin ist es bei einem solchen Hybridfahrzeug möglich, den Verbrennungsmotor stets abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit zu betreiben. Dies ermöglicht ein gewohnt sportliches Fahrerleben.
  • Die Betriebsstrategie eines derartigen Hybridfahrzeugs sieht dabei einen Mindestladezustand der Traktionsbatterie vor, wobei es sich hierbei insbesondere um einen relativ hohen Mindestladezustand der Traktionsbatterie handelt. So steht beim Antrieb des Hybridfahrzeugs durch den Verbrennungsmotor nur eine relativ geringe Leistung zur Verfügung. Deshalb ist es erforderlich, bei temporärem Leistungsbedarf stets eine als Motor betriebene Elektromaschine einzusetzen. Hierzu muss ausreichend elektrische Energie in der Traktionsbatterie verfügbar sein. Deshalb wird während der Zeitspanne, in der der Antrieb des Hybridfahrzeugs ausschließlich verbrennungsmotorisch erfolgt, die Elektromaschine als Generator betrieben, um den elektrischen Energiespeicher nachzuladen. Es ist nicht erforderlich, dass während der gesamten Zeitspanne, in der der ausschließlich verbrennungsmotorische Antrieb des Hybridfahrzeugs erfolgt, die Elektromaschine als Generator betrieben wird.
  • Da die Elektromaschinen eine größere Gesamtleistung aufweisen als die Leistung des Verbrennungsmotors, ist ein Betrieb des Hybridfahrzeugs mit hohem Elektrifizierungsgrad möglich. Hierbei ist im elektrischen Fahrmodus anzustreben, dass die Traktionsbatterie nur bis zu einem Sockel-Ladezustand leergefahren wird, da im anschließenden verbrennungsmotorischen Betrieb dauerhaft nur noch eine relativ geringe Antriebsleistung des Verbrennungsmotors zur Verfügung steht und somit für temporäre Leistungsbedarfsspitzen relativ häufig elektrisch unterstützt werden muss, beispielsweise zum Boosten. Um dies zu ermöglichen, muss in den Zeiten zwischen den Boostvorgängen verbrennungsmotorisch nachgeladen werden, um den Ladezustand der Traktionsbatterie im Mittel konstant zu halten.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet einen guten Gesamtwirkungsgrad des Hybridfahrzeugs auch im Verbrennungsmotor-Betrieb. Es ist ein gewohnter, sportlicher Fahreindruck im Verbrennungsmotor-Betrieb möglich, beispielsweise unter dem Aspekt der zu vollziehenden Schaltvorgänge. Der Verbrennungsmotor und das Getriebe können kostengünstig aus Großserien-Baukästen, zum Beispiel von Front-Quer-Kompaktfahrzeugen übernommen werden.
  • Unter dem Aspekt des hohen Elektrifizierungsgrades der Traktionsbatterie sollte diese entsprechend groß dimensioniert sein.
  • Vorzugsweise ist die Traktionsbatterie mittels eines Anschlusses zu einem stationären Stromnetz aufladbar. Insofern weist das Hybridfahrzeug einen Anschluss an das stationäre Stromnetz (Plug-in) auf.
  • Bei einem konkreten Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeuges ist vorgesehen, dass die Maximalleistung der ersten Elektromaschine ungefähr 90 kW, insbesondere 90 kW und die Maximalleistung der zweiten Elektromaschine ungefähr 90 kW, insbesondere 90 kW beträgt, ferner die Maximalleistung des Verbrennungsmotors ungefähr 160 kW, insbesondere 162 kW beträgt. Eine solche Leistung wird beispielsweise mittels eines 4-Zylinder-Verbrennungsmotors erzeugt, der einen Hubraum von 1,4 l besitzt. Ein im Bereich der vorderen Achse, somit im Bereich der einen Elektromaschine angeordneter Tank zur Aufnahme von Kraftstoff für den Verbrennungsmotor weist beispielsweise ein Tankvolumen von etwa 45 l auf.
  • Die Elektromaschinenleistung, somit die Leistung der beiden Elektromaschinen ist damit größer als die Leistung des Verbrennungsmotors.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2009/0093336 A1 [0003]
    • DE 102011000609 A1 [0003]

Claims (6)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Hybridfahrzeugs, wobei das Hybridfahrzeug einen Verbrennungsmotor und eine erste Elektromaschine aufweist, denen eine gemeinsame Eingangswelle eines Getriebes zugeordnet ist, zum Antrieb einer ersten Achse des Hybridfahrzeugs, sowie das Hybridfahrzeug eine zweite Elektromaschine zum Antrieb einer zweiten Achse des Hybridfahrzeugs aufweist, ferner das Hybridfahrzeug eine Traktionsbatterie für die beiden Elektromaschinen aufweist, wobei die Traktionsbatterie in einem Generatorbetrieb der ersten Elektromaschine aufladbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromaschinen eine größere Gesamtleistung aufweisen als die Leistung des Verbrennungsmotors, wobei im Betriebszustand des ausschließlich verbrennungsmotorischen Antriebs des Hybridfahrzeugs die erste Elektromaschine im Generatorbetrieb betrieben wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hybridfahrzeug bei einem relativ hohen Mindestladezustand der Traktionsbatterie betrieben wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Elektromaschinen eine Gesamtleistung von ungefähr 180 kW aufweisen, und der Verbrennungsmotor eine Leistung von ungefähr 160 kW aufweist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistung der jeweiligen Elektromaschine ungefähr 90 kW beträgt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Traktionsbatterie zum Betreiben der Elektromaschinen groß dimensioniert ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Traktionsbatterie mittels eines Anschlusses zu einem stationären Stromnetz aufladbar ist.
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