Netzintegration von Fahrzeugen mit elektrifizierten ... - JUWEL

5.3 Energiemodell
Weitere Parameter wie die Energiedichten der Batterien und der Leistungsbedarf der Nebenverbraucher
werden in Anlehnung an Expertenwissen und verschiedene Literaturquellen
festgelegt. Danach folgt der iterative Prozess zur Dimensionierung der Triebstrangkomponenten,
der im Folgenden in „Dimensionierung des Energiewandlers“ und „Dimensionierung
des Energiespeichers“ beschrieben wird. Hierbei muss jedoch festgehalten werden, dass
beide Prozesse sich gegenseitig beeinflussen. So wird eine größer dimensionierte elektrische
Maschine zu einer anderen Dimensionierung des Energiespeichers führen und umgekehrt
wird bei Auswahl einer kleinen Batterie die Masse des Fahrzeugs sinken und der aus
den Fahrwiderständen resultierende Antriebsleistungsbedarf ebenfalls reduziert.
Dimensionierung des Energiewandlers
In einem ersten Schritt wird die Nennleistung (Dauerleistung) der elektrischen Maschine des
BEV und des REEV vom konventionellen Referenzfahrzeug desselben Fahrzeugsegmentes
übernommen. Da die elektrische Maschine die Möglichkeit besitzt, kurzzeitig im Überlastbereich
betrieben zu werden, wird als Referenz für die dauerhaft abrufbare Leistung der E-
Maschine die „Kleinstmotorisierung“ des konventionell angetriebenen Fahrzeugs angenommen.
Die Auslegung der Dauerleistung des PHEV stützt sich hingegen auf Literaturquellen
und die Klassengrenze für Vollhybridfahrzeuge, nach der ein Hybridfahrzeug ab einer Nennleistung
der elektrischen Maschine von über 20 kW als Vollhybrid anzusehen ist. Die Dauerleistung
des PHEV wird mit 25 kW beziffert.
Zur Überprüfung der erreichbaren Fahrleistungen und zur Anpassung der Nennleistung an
den Bedarf wird für alle Antriebskonzepte und Fahrzeugsegmente der Leistungsbedarf in
Abhängigkeit der Geschwindigkeit bei Steigungen von 4%, 10% und 30% errechnet (siehe
Abbildung 39 und Abbildung 40). Es handelt sich dabei um die zulässigen Steigungen auf
den Bundesautobahnen, den Kreis- und Alpenstraßen. Die aus dem Diagramm entnehmbaren
Höchstgeschwindigkeiten können so mit der jeweiligen Bemessungsgeschwindigkeit abgeglichen
werden.
Als weiteres Kriterium zur Dimensionierung des Energiewandlers wird eine Steigfähigkeit der
Fahrzeuge von 50% gefordert. Diese als „typisch“ anzusehende Forderung richtet sich vor
allem an das Antriebsmoment und beeinflusst damit auch die Wahl der Übersetzung, die
nach der Wahl der E-Maschine sich als Kompromiss zwischen Steigfähigkeit, Höchstgeschwindigkeit
und Verbrauchseffizienz ergibt.
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