Hardware-in-the-Loop-Motorprüfstand zur Entwicklung hybrider Antriebsstränge

Hybridfahrzeuge stellen wichtige Bausteine im aktuellen und zukünftigen Antriebsmix dar. Das Bewerten, Abstimmen und Testen eines hybriden Antriebsstrangs gilt aber als sehr komplex und aufwendig. Durch den Einsatz eines Motorprüfstands mit angeschlossener Simulation könnten diese Tätigkeiten entscheidend erleichtert werden. Bisher wird eine solche Entwicklungsumgebung aber nur wenig eingesetzt, mutmaßlich wegen Unsicherheiten über die Umsetzung und die Verlässlichkeit der Ergebnisse.
Mit dieser Arbeit wird ein Konzept entwickelt, um einen Verbrennungsmotor oder ein hybrides Aggregat auf dem Prüfstand als Teil eines virtuellen Hybridfahrzeuges zu betreiben. Das Konzept liefert Umsetzungsempfehlungen für alle Schnittstellen zwischen physisch vorhandenen und virtuellen Antriebsstrangkomponenten und für die Einbindung von Mess- und Konditioniergeräten.
Dass sich damit verschiedene Antriebstrangtopologien stabil darstellen lassen und eine hohe Übereinstimmung mit einem realen Fahrzeug erreicht werden kann, wird unter anderem mithilfe eines exemplarischen Motorprüfstands dargestellt. Dort wird sowohl ein Verbrennungsmotor in unterschiedliche hybride Antriebsstränge integriert, als auch – durch Vergleich eines Engine-in-the-Loop-Aufbaus mit einem Referenzantriebsstrang – detailliert ermittelt, ob die Simulationsanbindung Abweichungen in den Versuchsergebnissen hervorruft. Daneben wird ein Prüfling bestehend aus Verbrennungsmotor, Kupplung und E-Motor in die Simulation eingebunden.
Aus den Konzeptüberlegungen und den Versuchsergebnissen wird geschlossen, bei welchen Arbeitsschritten in der Entwicklung eines hybriden Antriebsstrangs sich durch den Hardware-in-the-Loop-Motorprüfstand bedeutende Verbesserungen gegenüber einer konventionellen Vorgehensweise ergeben.