Minimale Emissionen von CO2 und Schadstoffen

Die Entwicklung von Autos, die weniger Kraftstoff verbrauchen und zudem einen geringen Schadstoffausstoß besitzen, ist angesichts des Klimawandels dringend notwendig. Einen Beitrag hierzu liefert das derzeit am Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen (IVK) bearbeitete

Verbundprojekt „Antriebskonzept mit Erdgas-Hybrid“.

Gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie entsteht in Kooperation mit der Adam Opel GmbH und der Robert Bosch GmbH der Prototyp eines Hybridfahrzeugs mit minimalen CO2-Emissionen auf Basis eines Opel Astra Caravan.

Der angestrebte CO2-Ausstoß von höchstens 90 Gramm pro Kilometer liegt dabei deutlich unter dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung für das Jahr 2010 geforderten Wert von 120 g/km für die durchschnittlichen CO2-Emissionen bei Neufahrzeugen. Beide Werte beziehen sich auf den „Modifizierten Neuen Europäischen Fahrzyklus“ (MNEFZ), bei dem die Bedingungen einer Fahrstrecke zur Vergleichbarkeit der Messwerte genau definiert sind.

Erreicht wird die Reduzierung der CO2-Emission durch ein innovatives Hybridkonzept, das sich von bekannten Konzepten durch die Verwendung eines kleinen, turboaufgeladenen Erdgasmotors und durch die Integration einer vorausschauenden Betriebsstrategie unterscheidet. Im Rahmen des Projekts haben die Wissenschaftler des IVK die Aufgabe übernommen, den Verbrennungsmotor zu optimieren sowie die hybridspezifische Software zu erstellen.

Die Untersuchungen des Verbrennungsmotors erfolgen auf einem hochdynamischen Motorenprüfstand des IVK, der die Darstellung verschiedener Fahrzyklen wie zum Beispiel den MNEFZ ermöglicht. Am Prüfstand untersuchen die Forscher eine Niederdruckabgasrückführung, die für die Einhaltung der Stickoxidgrenzwerte neuer Abgasnormen wie zum Beispiel Euro 5 sorgt. Zukünftige Abgasgesetzge-bungen bedingen zudem die Weiterentwicklung der erdgasspezifischen Komponenten des Motors.

Des Weiteren wollen die Wissenschaftler das mechanische wie auch softwareseitige Zusammenspiel zwischen Verbrennungsmotor, elektrischer Maschine und dazwischen liegender Kupplung am Prüfstand optimieren. Begleitend dazu erstellen sie Simulationsmodelle für den Verbrennungsmotor und den Antriebsstrang. Sie dienen als Grundlage für die Entwicklung und Überprüfung einer Software für die Betriebsstrategie, die die Koordination zwischen Verbrennungsmotor und E-Maschine, einer Batterieladestrategie und einer an den Hybridbetrieb angepassten Schaltstrategie übernimmt.

Verbrauchsreduzierend bei häufig befahrenen Strecken wirkt sich die Kenntnis über die Eigenschaften der voraus liegenden Fahrstrecke, wie Steigungen und Kurven, aus. Im Fahrzeug vorhandene Sensoren, zum Beispiel Lenkwinkelsensoren, ermitteln die jeweiligen Streckendaten. Die in einer Datenbank gespeicherten Werte stehen dann beim erneuten Befahren der Strecke der Betriebsstrategie-Software zur Verfügung. So entstehen keine Kosten für zusätzliche Hardware und die Daten werden bei jedem Befahren der Strecke aktualisiert. Damit werden zwei Hauptprobleme anderer adaptiver Systeme vermieden.

Die bisherigen Ergebnisse der Prüfstands- und Softwarearbeiten werden in einem Prototyp realisiert, der im Frühjahr getestet werden soll. Parallel dazu führen die Forscher die Versuche auf dem Motorenprüfstand weiter.

Ansprechpartner beim Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen der Universität Stuttgart zum Thema Erdgasmotor:

Dipl.-Ing. Daniel Boland, Tel. 0711/685-65716, e-mail: daniel.boland@ivk.uni-stuttgart.de;

zum Thema Software: Dipl.-Ing. Michael Böhm, Tel. 0711/685-68523,
e-mail: michael.boehm@ivk.uni-stuttgart.de
Referat für Presse- und Öffentlichkeitsarbeit, Keplerstraße 7, 70174 Stuttgart, Tel. 0711/685-82297. -82176, -82122, -82155, Fax 0711/685-82188, e-mail: presse@uni-stuttgart.de, http://www.uni-stuttgart.de/aktuelles/

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