Fahrzyklusgerechte Auslegung von permanentmagneterregten Synchronmaschinen für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

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Fahrzyklusgerechte Auslegung von permanentmagneterregten Synchronmaschinen für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

Finken, Thomas

Steigendes Umweltbewusstsein und die Aussicht auf eine Verknappung der fossilen Ressourcen zwingen zur Entwicklung effizienterer Fahrzeuge mit weniger Kraftstoffverbrauch. In den Fokus der Fahrzeugentwicklung ist neben dem Hybridfahrzeug auch das Elektrofahrzeug gerückt. Neben den allgemeinen Anforderungen an die elektrische Maschine, wie eine hohe Leistungsdichte bei guter Zuverlässigkeit, ist bei dieser Anwendung die wichtigste Forderung ein guter Wirkungsgrad. Entscheidend ist nicht der maximale Wirkungsgrad der Maschine, sondern der gemittelte Gesamt- Systemwirkungsgrad während einer Fahrt. Die elektrische Maschine muss also fahrzyklusgerecht ausgewählt und ausgelegt werden. In dieser Arbeit werden zunächst exemplarische Betriebspunktverteilungen für verschiedene Fahrzeugkonzepte und Nutzungsprofile erstellt. Nach einem Vergleich der gängigsten Maschinentypen im Hinblick auf eine Verwendung in elektrifizierten Antriebssträngen, wird vor dem Hintergrund der hohen Anforderung an die Leistungsdichte in äußerst kompakten Systemen die permanentmagneterregte Synchronmaschine (PMSM) ausgewählt und detailliert thematisiert.