Hybridantriebssystem Grundfunktion

Im Folgenden wird die Funktionsweise des Hybridantriebssystems allgemein erläutert.

Allgemeines

Zum Erzeugen des Antriebsmoments wird entweder:

 nur der Verbrennungsmotor (konventioneller Fahrbetrieb),

 nur die elektrische Maschine (Elektrobetrieb) oder

 die elektrische Maschine in Verbindung mit dem Verbrennungsmotor (Hybridbetrieb) genutzt.

Im Hybridbetrieb wirken elektrische Maschine und Verbrennungsmotor zugleich auf den Antriebsstrang, was die Drehmomente der einzelnen Antriebe addiert.

Die elektrische Maschine erzeugt entweder motorisches Drehmoment oder arbeitet generatorisch in der Rekuperation.

Die Steuerung des Hybridantriebssystem umfasst die Steuerung des Verbrennungsmotors und die Steuerung des Steuergeräts Leistungselektronik mit der elektrischen Maschine. Das Master­Steuergerät ist dabei das Steuergerät Antriebsstrang, das den Aggregatekoordinator enthält und somit alle Drehmomente im Hybridantriebssystem koordiniert. Oberstes Ziel der Steuerung ist ein möglichst geringer Kraftstoffverbrauch.

Das Energiemanagement erfolgt ebenfalls durch das Steuergerät Antriebsstrang.

Das Steuergerät Antriebsstrang ermittelt aus den relevanten Fahrzeugdaten die erforderliche Leistung des Elektroantriebs und fordert diese beim Steuergerät Leistungselektronik an. Das Steuergerät Leistungselektronik steuert über den integrierten Wechselrichter die elektrische Maschine mit 3-Phasen-Wechselspannung an und überwacht die elektrische Maschine bezüglich Temperatur und erzeugtem Antriebsmoment. Die elektrische Maschine überträgt das Antriebsmoment direkt auf die Antriebswelle.

Die elektrische Maschine bezieht die im Motorbetrieb erforderliche Energie über das Hochvolt-Bordnetz von der Hochvoltbatterie. Das Laden der Hochvoltbatterie erfolgt während des Fahrens im Schubbetrieb, wenn die elektrische Maschine als Generator arbeitet. Bei Plug-in-Hybriden ist auch ein stationäres Laden durch Anschluss an eine externe Stromquelle möglich.

Um den Elektroantrieb vor Überhitzung zu schützen, wird das Steuergerät Leistungselektronik gekühlt.

Der Fahrer erhält Informationen zum Energiefluss im Antriebsstrang und zum Ladezustand der Hochvoltbatterie über das Multifunktionsdisplay.

 Auf interne Funktionsabläufe des Verbrennungsmotors, des Automatikgetriebes, des rekuperativen Bremssystems, des 12­V­Bordnetzes und des Hochvolt-Bordnetzes wird hier nicht näher eingegangen.

 Beim rekuperativen Bremsen wird das vom Fahrer angeforderte Gesamtbremsmoment aufgeteilt in einen von der elektrischen Maschine umzusetzenden (rekuperativen) und einen über die Betriebsbremse umzusetzenden Bremsmomentanteil.