Optimierung des Emissionsverhaltens innerhalb der hybriden Betriebsstrategie am Prüfstand mittels Co- Simulation

Um Systeme für ihren späteren Einsatzzweck optimal zu entwickeln, gilt es, in sämtlichen Prozessphasen die späteren Einsatzbedingungen mit der nötigen Genauigkeit darzustellen. Insbesondere für komplexe Systeme, wie beispielswiese hybride Fahrzeugantriebe, und deren Interaktion stellt dies einerseits eine Notwendigkeit, andererseits aber auch eine hohe Herausforderung dar. Getrieben wird dieser Trend zusätzlich durch die Umsetzung neuer Emissionsgesetzgebung, welche sicherstellen soll, dass Fahrzeuge im normalen Kundenbetrieb nicht mehr Schadstoffe und CO2 emittieren, als dies im Rahmen der Zertifizierung festgestellt wurde. In Summe besteht ein hoher Bedarf, reale Betriebsbedingungen innerhalb des gesamten Entwicklungsprozesses darzustellen und in unterschiedlichen Phasen reale und virtuelle Komponenten mit geringem Aufwand auszutauschen, um effizientes Arbeiten zu ermöglichen. Die in diesem Artikel vorgestellte Werkzeugkette aus dem VKM-Methodikbaukasten bietet mit der Co-Simulation eine modulare Plattform für genau diesen Zweck.Innerhalb der Werkzeugkette wird eine Betriebsstrategie für einen P2- Hybrid integriert, die auf dem Ansatz der ECMS basiert. Der Strategieansatz erlaubt dabei die Optimierung des Kraftstoffverbrauchs, der zusätzlich um die Berücksichtigung von weiteren Zielparametern erweitert wird. Zugrunde liegt klassischerweise eine Kostenfunktion, die zum einen den Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors und zum anderen den äquivalenten Verbrauch des elektrischen Systems beschreibt. Ziel ist es, in jedem Berechnungsschritt die Kostenfunktion zu minimieren und damit den Verbrennungsmotor als auch die elektrischen Komponenten möglichst effizient zu betreiben. Die Optimierung einer solchen Betriebsstrategie ist dabei ein essentieller Schritt, da in Bezug auf die Kosten des elektrischen Systems eine hohe Abhängigkeit von Randbedingungen besteht. Daher werden die Vorgehensweise und die Berücksichtigung verschiedener Faktoren eingehend beschrieben. In einem letzten Schritt der Untersuchungen sollen die erzielten Ergebnisse der Offline-Optimierung hinsichtlich Verbrauch sowie Verbrauch und Emissionen am Prüfstand validiert werden, indem auf Basis der modularen Plattform der simulierte Verbrennungsmotor durch einen realen am Prüfstand ersetzt wird.