Netzintegration von Fahrzeugen mit elektrifizierten ... - JUWEL

5.3 Energiemodell
Abbildung 15: Plug-In-Hybrid (PHEV)
Beim PHEV steht das Nutzen der elektrischen Energie zum rein elektrischen Fahren im Vordergrund.
Die Energie, welche durch Laden am Stromnetz in der Batterie gespeichert wurde,
soll möglichst voll genutzt werden. Das Energiemanagement in Hybridfahrzeugen ist sehr
komplex und lässt sich anhand verschiedenster strategischer Ansätze realisieren. Im Folgenden
wird eine einfache Basisstrategie vorgestellt, die für das modellierte PHEV verwendet
wird.
Um die volle elektrische Reichweite des Fahrzeugs zu nutzen, wird bis zum Erreichen eines
Mindestladezustands rein elektrisch gefahren. So sollen möglichst wenige Fahranteile über
den Verbrennungsmotor abgedeckt werden. Erst nach dem Erreichen der Ladungsuntergrenze
wird der Verbrennungsmotor gestartet. Dabei wird die Batterie nur noch durch die
Nebenverbraucher belastet. Generell fährt der PHEV bei niedrigen Geschwindigkeiten bis zu
25km/h rein elektrisch, um Anfahrvorgänge sowie Stop&Go-Verkehr in Städten so verbrauchsgünstig
wie möglich absolvieren zu können. Das Aufladen der Batterie geschieht
bevorzugt im Zustand „Regeneratives Bremsen“, da dies den Verbrauch des Fahrzeugs
senkt. Da die rückgewonnene Bremsenergie für einen dauerhaft SOC-neutralen Betrieb nicht
ausreicht, muss die Batterie zusätzlich im Zustand der „Lastpunktanhebung“ geladen werden.
Hierbei wird der Verbrennungsmotor zusätzlich durch generatorischen Betrieb des E-
Motors belastet und immer der jeweilige Lastpunkt optimalen spezifischen Verbrauchs angestrebt.
Da keine prädiktive Betriebsstrategie verwendet wird, sind nur die Fahrwiderstände
des jeweiligen Simulationsschritts bekannt. Somit ist es nicht möglich, die energetisch günstigsten
Zeitpunkte des Fahrzyklus zur Lastpunktverschiebung vorherzusagen. Ob eine Lastpunktverschiebung
erfolgen soll oder ob elektrisches Fahren zu bevorzugen ist, wird durch
einen SOC-abhängigen Grenzwert der Kosten für die verbrennungsmotorisch erzeugte elektrische
Energie nach [Mertins, 2010] festgelegt, wie beispielhaft in Abbildung 16 dargestellt
ist.
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