In diesem Projekt wurde der im Vorgängerprojekt "Optimierte Auslegung von Ottomotoren für Hybridantriebsstränge" entwickelte Optimierungsansatz mit einer Kombination aus statistischer Versuchsplanung, Längsdynamiksimulation und numerischer Optimierung für Hybridantriebstränge, auf reale Fahrbedingungen erweitert. Dabei wurde besonderer Fokus auf die Erweiterung der parametrisierten Beschreibung des Motors für reale Fahrbedingungen gelegt. Da in den zusätzlich zum NEFZ ausgewählten realitätsnahen Fahrzyklen stärkere Beschleunigungen und höhere Geschwindigkeiten auftreten, wurde der Einfluss der Gemischanreicherung als Bauteilschutzmaßnahme mit in die Parametrisierung einbezogen. Zusätzlich wurden Erweiterungen in der Modellierung des Motor- und Getriebeaufheizverhaltens, des Katalysatorheizens sowie des Getriebewirkungsgrades vorgenommen. Neben dem Parallelhybridantriebstrang wurden ein Mischhybridantriebstrang und eine Serieller Hybrid betrachtet. Für alle drei Antriebstränge wurden auch Plug-in Varianten untersucht, wobei das Optimierungskriterium minimale kombinierte CO₂-Emissionen aus Kraftstoffverbrauch und elektrischem Energieverbrauch war. Als Randbedingungen wurden für alle Fahrzeugklassen unabhängig vom Hybridkonzept Zielwerte für Beschleunigungsfähigkeit, Elastizität, Höchstgeschwindigkeit und Steigfähigkeit festgelegt. Generell konnten folgende Erkenntnisse gewonnen werden: Der Einfluss des Verbrennungsmotorkonzeptes nimmt mit steigendem Elektrifizierungsgrad ab. Das Potential zur Verbrauchs- und damit CO₂-Emissionsminderung durch Downsizing mit Turboaufladung nimmt bei stärkeren Beschleunigungsanteilen und höheren Geschwindigkeiten in Hybridantriebsträngen im Fahrzyklus ab. Der Einfluss der Gemischanreicherung in den betrachteten Fahrzyklen auf die CO₂-Emissionen ist gering, da Betriebsbereiche mit hoher Drehzahl und Last durch lange Übersetzungsverhältnisse in den optimalen Konfigurationen vermieden werden. Bei der Auslegung der Plug-in Konzepte bietet eine Auslegung auf eine elektrische Reichweite von ca. 25 km in einem realistischen Fahrprofil CO₂-Emissionsvorteile gegenüber einer Auslegung auf ca. 50 km elektrische Reichweite mit höherer Leistungsanforderung. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass mit einer Hybridisierung verschiedener Antriebstränge unter realen Fahrbedingungen ein großes CO₂-Emissionsminderungspotential besteht, wobei Plug-in Systeme vor allem im urbanen Umfeld Vorteile bieten.

The design of Hybrid Powertrains involves great complexity due to the possibility of various component combinations. In the FVV project "Optimized layout of internal combustion engines for hybrid powertrains", various powertrain layouts were designed and optimized for the New European Driving Cycle (NEDC). A new calculation approach containing a novel combination of design of experiments, drive cycle simulation and numerical optimization with the goal to minimize fuel consumption was developed. In the current FVV project "Optimized Layout of Gasoline Engines for Hybrid Powertrains under Real World Driving Conditions", the investigations were extended to a wide range of customer relevant driving conditions to investigate the influence of the powertrain layout and to carry out an optimization. For this reason, along with the NEDC, four other realistic driving cycles were selected. Since these driving cycles include operating areas with high speeds and high accelerations, it is necessary to consider the resulting exhaust gas temperatures and the component protection measures during modelling. In addition to a parallel hybrid, a series hybrid and a mixed hybrid powertrain (engine connected to the wheels via clutch with a fixed gear ratio) were investigated. The simulations were performed for different vehicle classes from sub-compact class to SUVs taking into account four different engine types. Furthermore, the investigation matrix was extended to the analysis of external charging of the batteries from the electricity network. Accordingly, the released CO₂-emissions were accounted.