Fraunhofer-Gesellschaft

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Entwicklung einer Betriebsstrategie für eine Motor-Generator-Einheit

 
: Uebel, S.

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

Abstract
Das Fraunhofer Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI entwickelt derzeit ein neues städtisches Beförderungssystem, genannt AutoTram. Darin kommt ein dieselelektrischer Hybridantrieb zum Einsatz. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung einer Betriebsstrategie für diesen Antrieb. Aus Teilmodellen wird zunächst ein Matlab Simulink Modell der Motor-Generator-Einheit erstellt. Dieses Modell muss um das, bei abgasturboaufgeladenen Dieselmotoren auftretende, Phänomen des Turbolochs erweitert werden, da dieser Effekt Auswirkungen auf das Verhalten des Systems hat. Die für das Modell erstellten nichtlinearen Bewegungsgleichungen werden dann genutzt, um lineare zeitinvariante Modelle des Systems zu berechnen. Mit Hilfe dieser Modelle werden dann verschiedene Regler entworfen und miteinander verglichen. Um für diese Regler die Solltrajektorien zu berechnen, werden aus dem Wirkungsgradkennfeld der Generatoren, dem Kraftstoffverbrauchskennfeld des Dieselmotors und den auftretenden Verlusten, ein Gesamtverbrauchskennfeld berechnet. Aus diesem Kennfeld werden dann die im Betrieb günstigsten Arbeitspunkte für die Motor-Generator- Einheit gewonnen. Die Solltrajektorien des Reglers beim Wechsel zwischen diesen Punkten werden dann mit einer einfachen Methode bestimmt. Aus den gewonnen Trajektorien wird ein Kennfeld des Energieverbrauchs beim Verändern der Leistung berechnet.

 

Fraunhofer Institute for Transportation and Infrastructure Systems IVI in Dresden is currently developing a new form of urban public transportation called AutoTram. The vehicle is powered by a hybrid diesel/electric engine. In this paper an operation strategy for this engine is developed. A Matlab Simulink model of this motor-generator-unit will be created from models of its different parts. This model needs to be extended by the turbo lag phenomenon that exists in turbo charged diesel engines because it effects the systems performance. The nonlinear equations of motion that describe the system are used for calculating linear time-invariant models. These models are used to create different kinds of controllers. To determine reference trajectories for the controllers: The generators effectiveness grid, the motors effective fuel consumption grid and the resistive characteristics are merged to a total effectiveness grid. Best operating points of the motor-generator-unit are gained using this grid. With a simple method the trajectories for the controller between these points can be calculated. With these trajectories an energy consumption grid will be evaluated.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-148410.html