Optimierung von Antriebssträngen für Hybridfahrzeuge - Konzepte, Lösungsalgorithmen und ausgewählte Implementierung

Diplomarbeit aus dem Jahr 2007 im Fachbereich Informatik - Angewandte Informatik, Note: 1,3, Bayerische Julius-Maximilians-Universität Würzburg (Effiziente Algorithmen und wissensbasierte Systeme), Sprache: Deutsch, Abstract: Die Integration und Abstimmung von Hybridkomponenten im Antriebsstrang von Hybridfahrzeugen hat weitreichende Auswirkungen auf das Gesamtsystem und ist daher eine sehr komplexe Aufgabe. Um Systemanforderungen frühzeitig berücksichtigen und die Komponentenentwicklung bestmöglich abstimmen zu können, werden bei der Robert Bosch GmbH Simulationsstudien unterschiedlicher Fahrzeuge und Hybridkonfigurationen modellgestützt durchgeführt. Hierbei handelt es sich um einen sehr zeitaufwändigen Simulationsprozess und schon eine kleine Anzahl zu variierender Parameter erzeugt eine Vielzahl an Kombinationsmöglichkeiten. Das primäre Ziel dieser Arbeit ist daher, für zukünftige Simulationsstudien ein effizientes Optimierungsverfahren zu implementieren, welches die zur Verfügung stehende Rechenzeit bestmöglich ausnutzt, um möglichst verbrauchsarme Hybridvarianten zu ermitteln. Entscheidend für den Erfolg oder Misserfolg eines Hybridfahrzeugs am Markt ist die erwartete Amortisationszeit des Aufpreises, der durch die zusätzlichen Hybridkomponenten entsteht. Um höhere Marktanteile zu erreichen, wird es von zentraler Bedeutung sein, Hybridsysteme zu möglichst geringen Mehrkosten anbieten zu können. Daraus ergibt sich die zweite Zielsetzung dieser Arbeit, welche in einer Aufwands-Nutzen-Analyse der automobilen Kompaktklasse mit Hilfe des aus der ersten Zielsetzung resultierenden Optimierungsverfahrens besteht. Es sollen möglichst effiziente Parameterkombinationen für die Hybridkomponenten ermittelt und somit der Zielkonflikt zwischen möglichst hohen Verbrauchseinsparungen bei gleichzeitig möglichst geringen Mehrkosten aufzeigt werden. Ein weiterer wichtiger Einflussfaktor auf die Herstellungskosten eines Hybridsystems sind die produzierten Stückzahlen. Höhere Produktionsstückzahlen eines homogenen Guts führen im Allgemeinen u. a. durch Erfahrungskurveneffekte zu einer Stückkostendegression ('Economies of Scale'). Je einheitlicher das Bedarfsspektrum einer Fahrzeugklasse mit verbrauchssenkenden Hybridkomponenten abgedeckt werden könnte, desto günstiger ließen sich diese produzieren. Daher ist es das abschließende Ziel dieser Arbeit, die Potentiale zur Komponentenstandardisierung in der Kompaktklasse unter Verwendung des ausgewählten Optimierungsverfahrens zu evaluieren.