Konventioneller Antriebsstrang und Hybridantriebe - mit Brennstoffzellen und alternativen Kraftstoffen

Regeneratives Bremssystem (S. 32-33)

Beim regenerativen Bremsen wird kinetische Energie der Antriebsräder durch die E-Maschine - die dafür generatorisch betrieben wird - in elektrische Energie umgewandelt. So kann ein Teil der Energie, die beim Bremsen normalerweise als Reibungswärme verloren geht, in Form von elektrischer Energie in die Batterie eingespeist und anschließend genutzt werden. Gleichzeitig wird durch den generatorischen Betrieb der E-Maschine eine das Fahrzeug abbremsende Wirkung erzielt.

Zur besseren Nutzung eines Hybridantriebssystems ist es notwendig, den elektrischen Energiespeicher effizient laden zu können. Hinreichende elektrische Energie muss zur Verfügung gestellt werden für die unter bestimmten Umständen häufig auftretenden Wiederstarts der Verbrennungsmaschine beim Start/Stopp- System, die elektrische Momentenunterstützung oder den elektrischen Fahrbetrieb bei Mild- und Full-Hybrid-Systemen.

Die elektrische Energie zum Laden der Batterie kann zum einen durch eine Lasterhöhung der Verbrennungsmaschine und durch den Betrieb des Elektromotors als Generator aufgebracht werden. Zum anderen ist eine Nutzung der kinetischen Energie des Fahrzeuges während Verzögerungsvorgängen sinnvoll. Diese Energie wird bei konventionellen Fahrzeugen entweder durch das Motorschleppmoment oder bei Betätigung des Bremspedals durch die Fahrzeugbetriebsbremse in Wärme umgewandelt. Hybridfahrzeuge eröffnen durch generatorische Nutzung des Elektromotors die Möglichkeit, zumindest einen Teil der Energie zurückzugewinnen und sie entweder elektrischen Verbrauchern oder dem elektrischen Antrieb des Fahrzeuges zuzuführen.

Dieser Vorgang wird regeneratives oder rekuperatives Bremsen genannt. Strategien der regenerativen Bremsung Prinzip Bei einem Full Hybrid wird zum regenerativen Bremsen der Verbrennungsmotor abgekoppelt und das Schleppmoment durch ein äquivalentes generatorisches Moment des Elektromotors ersetzt (Schleppmomentensimulation).

Die frei werdende Energie wird gespeichert. Lässt sich der Verbrennungsmotor nicht abkoppeln (wie bei einem Mild Hybrid), kann alternativ ein geringeres generatorisches Moment zusätzlich zum Schleppmoment des Verbrennungsmotors auf den Triebstrang aufgeprägt werden (Schleppmomentenerhöhung). Unter Berücksichtigung des Fahrverhaltens lassen sich durch Schleppmomentensimulation bzw. -erhöhung jedoch keine großen Verzögerungen umsetzen. Problematisch ist das bei den einzelnen Bremsvorgängen unterschiedliche regenerative Bremsmoment und die daraus resultierende unterschiedliche Bremsleistung. Diese muss dem Ladezustand der Batterie und der thermischen Belastung des elektrischen Antriebs angepasst werden.