Bewertung von Sekundärmotorkonzepten für elektrische Fahrzeuge mit Range Extender

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wird zu Beginn eine detaillierte Literaturrecherche zu den Themenbereichen Hybrid-Elektrofahrzeug, Range Extender und speziell für die relevanten Komponenten des Antriebsstrangs (Traktionsmaschine, Batterie, etc.)durchgeführt. In der Folge wird anhand unterschiedlicher Aspekte ein Leistungsbereich für den Range Extender definiert. Im Rahmen einer Systemanalyse werden die Komponenten beleuchtet und ein entsprechendes Spektrum an evaluierungsrelevanten Motorkonzepten gewählt. Die unterschiedlichen, aktuell am Markt befindlichen, Motorkonzepte werden im nächsten Schritt analysiert, verglichen und nach festgelegten Kriterien bewertet. Die Motorenpalette reicht von Hubkolbenmotoren, mit ein und mehreren Zylindern, über Rotationskolbenmotoren, mit ein und zwei Rotoren, bis hin zu einer Mikrogasturbine. Bewertet werden unter anderem die Leistungsabgabe, das Package und die Effizienz der Motorkonzepte. Für die festgelegten Kriterien ergeben sich verschiedene Teilergebnisse. Die Gesamtergebnisse der Bewertung zeigen, dass es Motoren gibt, mit welchen ein möglicher Range Extender-Prototyp realisiert werden kann. Im Ranking sind die Rotationskolbenmotoren, aber auch kompakte 1- und 2-Zylindermotoren, in unterschiedlichen Ausführungen, ganz vorne zu finden. Den Abschluss dieser Arbeit bildet ein Blick auf das Wärmemanagement des Range Extender. Infolge der Verlustwärme der einzelnen Komponenten des Range Extender ist für einen einwandfreien Betrieb eine ausreichende Kühlung notwendig. Abhängig von den Betriebs- und zulässigen Höchsttemperaturen ergeben sich unterschiedliche Kühlsysteme.<br />

The beginning of the paper shows an explicit study of literature about the topics hybrid electric vehicles, Range Extender and particularly about Range Extender components. The following chapter focuses on a power range of the Range Extender, which is based on different aspects. With the help of a systems analysis, the relevant components and various engine concepts are selected. The comparison and evaluation of potential engines form the main part of the paper. The result of the research shows, that building up a prototype of a Range Extender with commercial engines, is possible.