Netzintegration von Fahrzeugen mit elektrifizierten ... - JUWEL

5. Trends in der Elektrifizierung des Antriebsstrangs von Fahrzeugen und deren Nutzung
Abbildung 16: SOC-abhängiger Grenzwert für Lastpunktanhebung und elektrisches
Fahren unter Berücksichtigung der spezifischen Kosten (verbrauchter Kraftstoff
pro erzeugter Batterieladung) und Ersparnisse (eingesparter Kraftstoff pro verbrauchter
Batterieladung) [Lampe, 2012]
Dabei werden der spezifische Preis der Lastpunktverschiebung, also der verbrauchte Kraftstoff
pro erzeugter Batterieladung, und die spezifische Einsparung des elektrischen Fahrens,
d.h. der eingesparte Kraftstoff pro verbrauchter Batterieladung, für den jeweiligen Zeitschritt
ermittelt. Weiterhin werden die Wirkungsgrade der jeweiligen Energiewandlungsprozesse
berücksichtigt. Ein Verbrauchsvorteil ergibt sich offensichtlich nur, wenn die spezifischen
Ersparnisse des Zeitschritts größer als die spezifischen Kosten sind. Die generierten Grenzwerte
sind, um eine langfristige Ladungsneutralität garantieren zu können, mit steigendem
SOC monoton fallend. Somit ist bei einem hohen Ladezustand der Batterie der Kostengrenzwert
gering, d.h. es kommt nur bei sehr verbrauchsgünstigen Betriebspunkten zum
Nachladen, während bei niedrigem SOC auch Betriebspunkte zum Nachladen genutzt werden,
die mit erhöhten Kosten verbunden sind.
Zusätzlich kann die Betriebsstrategie durch die Grenzgeschwindigkeit, bis zu welcher rein
elektrisch gefahren wird, beeinflusst werden. Je höher die Grenzgeschwindigkeit gewählt
wird, desto mehr muss die Batterie in Fahrzuständen höherer Geschwindigkeit geladen werden.
Ein Wert von 25 km/h hat sich dabei als guter Kompromiss zwischen benötigter Lastpunktanhebung
zur Batterieladung und Kraftstoffeinsparung durch Beschleunigung im elektromotorischen
Betrieb herausgestellt.
Die beschriebene Ladestrategie führt dazu, dass die Batterie durch elektrisches Fahren entladen
wird, bis ein festgelegter SOC erreicht wird (charge depleting mode, CDM). Von da an
wird durch gelegentliches Laden per Lastpunktanhebung ein SOC-neutraler Betrieb (charge
sustaining mode, CSM) angestrebt, in dem der Ladezustand um den angegebenen Grenzwert
pendelt (Abbildung 17).
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