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Entwicklung einer Regelung für einen seriellen Hybridantriebsstrang

 
: Liebner, M.
: Winkler, J.; Saroch, L.

Dresden, 2010, V, 74 S.
Dresden, Univ., Dipl.-Arb., 2010
Deutsch
Diplomarbeit
Fraunhofer IVI ()

Abstract
Um die Vorteile der Hybridtechnologie voll ausnutzen zu können, ist der Einsatz intelligenter Betriebsstrategien unabdingbar. Im Rahmen dieser Arbeit wird dazu ein neuartiges Konzept für die optimale Steuerung eines seriell-hybriden Antriebsstranges mit zwei unterschiedlichen Energiespeichern vorgeschlagen. Das in der Fachliteratur bisher nur für die Echtzeitoptimierung von Systemen mit einem Energiespeicher eingesetzte Prinzip der Dynamischen Programmierung wird darin mit dem gängigen Ansatz der Minimierung eines Verbrauchsäquivalents kombiniert. Der resultierende Algorithmus eignet sich aufgrund seines verhältnismäßig geringen Rechenaufwandes sowohl für die Offline-Optimierung längerer Streckenabschnitte als auch für den Einsatz als Online-Betriebsstrategie. Anhand eines einstündigen Testszenarios werden beide Anwendungen diskutiert und getestet. Ebenfalls diskutiert wird das neu entdeckte numerische Problem der Ausweitung der verbotenen Bereiche, das bei Verwendung der Dynamischen Programmierung ggf. zu falschen Ergebnissen führt. Mechanismus und Bedingungen des Auftretens werden analysiert und ein Ansatz zur Vermeidung des Problems entwickelt.

 

In order to take full advantage of the hybrid electric vehicle technology and its benefits, the use of intelligent control strategies is essential. In this thesis, a novel optimal control concept for a serial hybrid electric drive chain with two different energy storage systems is proposed. The central idea of this concept is to combine the principle of dynamic programming, which has so far been considered too slow to be applied to drive chains with more than one energy storage system, with the popular equivalent fuel consumption based approach. Due to its comparably low demand on computational effort, the resulting algorithm can be used both for offline-optimization of long drive cycles as well as for real time control of the vehicle's energy management system. Both applications are discussed and tested on the basis of a one-hour drive cycle. When using a Dynamic Programming based approach for optimization, the results might be corrupted by the newly discovered numerical issue of expanding invalid state spaces. Mechanism and conditions of occurrence are analyzed and a solution to avoid this problem is given.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-148409.html