Performance: DSK-Hybridauto

Nun noch auf die schnelle eine kurze Präsentation meiner Simulation eines Doppelschichtkondensator-Hybriden, der den NEFZ nach fährt. Eine Übersicht über die europäischen Fahrzyklen finden sich hier. Meine Simulation lässt einen gemächlichen Fahrer diesen Zyklus nachfahren (P-Regler mit Kp = 0.2) und ich möchte hier einmal kurz die Ergebnisse zeigen. (Modifikation meiner Diplomarbeit: 3 h, erstellen der Fahrzyklen: 30 min)

Hier ist die Geschwindigkeit des geregelten Fahrzeuges:

Wie zu sehen kann das Auto der vorgegebenen Geschwindigkeitsprofil relativ gut folgen, was für die Simulation spricht. Doch wie sieht es mit der Ladung des Speichers aus? Denn letztlich ist dies ja ausschlaggebend für die Funktionsweise des Automobiles.

Man sieht sehr gut, wie lange Beschleunigungsstrecken den DSK am meisten entleeren. Man sieht aber auch, dass während der Konstantfahrten mit v < 160 km/h der DSK wieder geladen wird. Es ist die Frage, um wie viel größer der VKM ausgelegt werden muss, damit er sinnvoll während der Konstantfahrten auch den DSK laden kann.

Eventuell werde ich den Quellcode (zumindest des m-Files) herausgeben. Die Rechte an der Simulink-Simulation liegen jedoch beim Lehrstuhl für Bahnsystemtechnik des Karlsruher Instituts für Technologie, die kann ich nicht einfach umgehen.

Hybridantriebsstrang mit DSK

Hier nur kurz die Eckdaten eines Automobiles (1,7 t) mit Doppelschichtkondensatoren und einer maximalen Dauergeschwindigkeit von 160 km/h (Eco-Autos Golf IV Eco o.ä.).

Leistung VKM:	28kW
Leistung EM:	111 kW
Beschleunigungszeit (0-100):	10 s
Zellspannung DSC(max):	2,5 V
Packspannung:	120V
Leistung DSC	103 kW
Gewicht (ca. ohne Kühlung):	59 kg
notwendiger Dauerstrom:	861 A
Energie des DSK:	1,55 MJ
Energie Beschleunigung:	1,67 MJ

Natürlich sind dies nur die maximalen Möglichkeiten des Downsizings und Verbrauchsverbesserung eines Motors. Man muss hier vor allem noch beachten, dass sekundäre Systeme Leistung benötigen (Klimaanlage, Elektronik, Kühlung etc.) und das auch Wirkungsgradverluste einzelner Systemkomponenten in dieser ersten Dimensionierung nicht einbezogen wurden.

Dennoch zeigt es sehr eindrucksvoll, welche Möglichkeiten in einem Range-Extended DSK-Hybrid stecken. Entscheidend hierbei ist die Kühlung und die reibungslose Zusammenschaltung der DSK-Zellen in Reihe und Parallel, da man Kondensator-in-Kondensator Entladungen nur ungerne hat (Wirkungsgrad). Dies ist wohl auch das größte Problem eines jeden DSK-Hybriden.