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					Generatorregelung BMW

              Intelligente Generatorregelung
                        CO2-Einsparung




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 Generatorregelung BMW

Die intelligente Generatorregelung         Die Energierückgewinnung findet jetzt im
kann, je nach Fahrprofil, bis zu 3 % CO2   Gegensatz zu herkömmlichen
und damit Energie einsparen. Dabei         Ladestrategien nur in den Schubphasen
entstehen bei dieser Funktion für den      des Fahrzeugs statt. Hier wird der
Kunden keinerlei Beeinflussungen in der    Generator maximal erregt, elektrische
Leistungsentfaltung                        Energie wird erzeugt und in die
                                           Fahrzeugbatterie einspeist.
                                           Kraftstoff wird nicht verbraucht, die jetzt
                                           auftretende kinetische Energie wird aus
                                           dem schiebenden Fahrzeug über die
                                           Räder und dem Motor auf den Generator
                                           wirken - elektrische Energie wird erzeugt.

                                           In den Beschleunigungsphasen des
                                           Fahrzeugs wird der Generator nicht erregt.
                                           Somit wird keine Energie und damit auch
                                           kein Kraftstoff verwendet, um elektrische
                                           Energie zu erzeugen.


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Generatorregelung BMW


                                          Die IGR-Funktion ist als
                                          Software, in der DME/DDE
     Bit serielle                         integriert.
     Schnittstelle                        In der Systemübersicht
                                          sind die beteiligten
                                          Komponenten dargestellt.


                                          INDEX         ERKLÄRUNG

                        Ladezustand der     1               Generator
                        Batterie
                                            2      Motorsteuerung (DME/DDE)


                                            3     Intelligenter Batteriesensor IBS


                                            4            Fahrzeugbatterie


                                            5        Verbraucher im Fahrzeug


                                           Rot      Energiefluss im Fahrzeug


                                           Blau   Informationsfluss im Fahrzeug




                                                                            3
Generatorregelung BMW

                        Powermanagement alt                Powermanagement neu
Ladeziel                Jederzeit voll geladen             Nach Bedarf definierte
                                                           Mindestanforderungen, abhängig
                                                           von:
                                                           - Batteriequalität
                                                           - Verschiedenen Umwelt-
                                                             bedingungen, wie z.B.
                                                             Temperatur

Batteriegröße           Maximale Größe bestimmt aus        Vorhalt höherer Kapazität aufgrund
                        - Ruhestrom                        der nie voll geladenen Batterie.
                        - Kaltstart                        AGM – Batterie wegen höherer
                        - Standverbrauch                   Zyklenfestigkeit

Stromaufnahme           Mit steigendem Ladezustand stark   Deutlich erhöhte Stromauf-nahme
                        reduziert                          auch nach längerer Fahrt



CO2-Strategie           Keine                              IGR nutzt den freigegebenen
                                                           Ladebereich

Energierück-            Kaum Rekuperationsmöglichkeit      Rekuperationspotential vorhanden
                        (nur kurz nach dem Start)
gewinnung




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Generatorregelung BMW

                Die IGR (Intelligente Generatorregelung) setzt erst ein, wenn die
                Batterie einen bestimmten Ladezustand erreicht hat. Bis dahin
                wird die Batterie immer geladen. Die Laderegelung im Fahrzeug
                arbeitet wie in einem konventionellen Fahrzeug immer, auch in
                Antriebsphasen. Ist ein definierter Ladezustand erreicht (SOC_S1)
                fängt die IGR an zu arbeiten.


                In der Phase zwischen SOC_S1 und und SOC_S2 findet IGR-
                Medium statt. Der Generator stellt in den Antriebsphasen nur
                noch Energie für die Verbraucher zur Verfügung. Die Batterie ist
                nicht mehr geladen. Die Spannung im Bordnetz wird aufrecht
                gehalten.


                Sobald die Grenze SOC_S2 überschritten wird, arbeitet IGR in
                vollem Funktionsumfang. Das heißt, in den Antriebsphasen wird
                der Generator völlig entlastet (IGR High), es findet weder eine
                Batterieladung noch eine Unterstützung des Bordnetzes statt. In
                der Schiebephase des Fahrzeugs lädt der Generator mit maximal
                möglicher Leistung (IGR Low) und kann die Batterie weit über
                SOC_S2 hinaus aufladen.


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 Generatorregelung BMW


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                                                                                Generatorspannung angehoben
                                                                                (diese Generatorbelastung findet nur
                                                                                oberhalb von 1000 1/min und 10 km/h
                                                                                statt).



                                                                                Die IGR erhöht in Fahrzeug-
                                                                                Schubphasen die
                                                                                Generatorspannung. Die erhöhte
                                                                                Spannung ermöglicht eine erhöhte
                                                                                Batterieladung.



1 Kraftstofftank – es wird kein Kraftstoff entnommen
                                                                                Mit steigender Schubphasenzahl und
2 Kraftstoffeinspritzung – die Einspritzdüsen sind abgeschaltet
3 Motor – der Motor wird durch die kinetische Energie von den angetriebenen     –dauer steigt der Batterieladezustand
  Rädern bewegt                                                                 (innerhalb der IGR-Low Phase kann
4 Generator – der Generator erzeugt die maximal mögliche elektrische Leistung   der Ladezustand bis zu 100 %
5 Elektrische Verbraucher – sie werden vom Generator mit elektrischer Energie
  versorgt
                                                                                erreichen).
6. DME/DDE – sie steht über eine bitserielle Datenschnittstelle mit dem IBS
  und dem Generator in Verbindung
7. IBS – der intelligente Batteriesensor erkennt die Ladung der Batterie
8. Batterie – sie wird mit maximal möglicher Spannung geladen



                                                                                                          6
 Generatorregelung BMW

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                                                                              es zur Anforderung einer
                                                                              Generatorteilentlastung. Die Batterie wird
                                                                              nicht mehr aktiv geladen, sondern nur der
                                                                              Ladezustand auf ausreichendem Niveau
                                                                              erhalten.

                                                                              Um die nur in den Schubphasen geladene
                                                                              Batterie wieder kontrolliert zu entladen,
                                                                              bedarf es einer Anforderung zur Teil- bis
                                                                              Vollentlastung des Generators bei
                                                                              geringem Bordnetzstrombedarf im
                                                                              Zugbetrieb zur Verminderung von CO2-
                                                                              Emissionen. Dies geschieht, wenn der
1 Kraftstofftank – es wird kein Kraftstoff entnommen
2 Kraftstoffeinspritzung – die Einspritzdüsen versorgen den Motor             Ladezustand der Batterie ein bestimmtes
  mit Kraftstoff                                                              Niveau (ca. 70 - 80 %) Ladezustand
3 Motor – der Motor wandelt chemische Energie in Bewegungsenergie um          erreicht hat.
4 Generator – der Generator erzeugt ausreichend elektrische Leistung
  um den anfallenden Energieverbrauch zu decken
5 Elektrische Verbraucher – sie werden vom Generator mit elektrischer         Die intelligente Generatorregelung findet
  Energie versorgt
6. DME/DDE – sie steht über eine bitserielle Datenschnittstelle mit dem IBS   erst statt, wenn eine bestimmte
  und dem Generator in Verbindung                                             Mindestladung der Batterie erreicht ist.
7. IBS – der intelligente Batteriesensor erkennt, dass die Batterie weder
  geladen noch entladen ist
8. Batterie – der Ladezustand der Batterie wird erhalten



                                                                                                                7
 Generatorregelung BMW
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                                                                              wird die Generatorspannung so geregelt,
                                                                              dass die Batterie in einem verträglichen
                                                                              Maß entladen wird. Hierbei wird das
                                                                              Bordnetz zum Teil durch die Batterie
                                                                              versorgt.



                                                                              Der Generator ist in diesem Zustand
                                                                              minimal belastet, hat jedoch nur eine
                                                                              Bordnetzstabilisierende Wirkung. Das
                                                                              gewünschte IGR-Spannungsniveau wird
                                                                              durch das Powermanagement auf eine
                                                                              Bordnetzverträgliche Spannung limitiert.

1 Kraftstofftank – es wird Kraftstoff entnommen
2 Kraftstoffeinspritzung – die Einspritzdüsen versorgen den Motor
  mit Kraftstoff
3 Motor – der Motor wandelt chemische Energie in Bewegungsenergie um          Die intelligente
4 Generator – der Generator stabilisiert das Bordnetz
5 Elektrische Verbraucher – sie werden zum größten Teil von der Batterie
                                                                              Generatorregelung muss
  mit Energie versorgt                                                        bei einer Generatorprüfung
6. DME/DDE – sie steht über eine bitserielle Datenschnittstelle mit dem IBS
   und dem Generator in Verbindung                                            über ein Diagnosegerät
7. IBS – der intelligente Batteriesensor erkennt die Entnahme elektrischer    deaktiviert werden.
   Energie aus der Batterie
8. Batterie – die Batterie entlädt sich


                                                                                                              8
Generatorregelung BMW

Geregelter Generator (1020)

Verzögerungsphase (verfügbares Drehmoment)
Bei einer Verzögerung regelt der Generator auf Befehl des Motor-
Steuergeräts seine Ladespannung auf 14 V wie bei einem herkömmlichen
Generator, um der Motor-Bremswirkung Vorrang zu geben.
> Generator-Belastung.

Beschleunigungsphase (Optimierung der Drehmomentaufnahme)
Bei einer Beschleunigung regelt der Generator auf Befehl des Motor-
Steuergeräts seine Ladespannung auf einem niedrigeren Wert, also 13,2
V, um das Widerstandsmoment am Motor zu verringern und den
Kraftstoffverbrauch zu senken.
> Generator-Entlastung.

Stabilisierter Betrieb
Bei stabilisierter Drehzahl regelt der Generator auf Befehl des Motor-
Steuergeräts seine Ladespannung auf einen Zwischenwert, also 13,5 V.




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