In der Automobilindustrie setzt sich zunehmend das Konzept durch, den ambitionierten CO2-Vorgaben auch dadurch zu entsprechen, dass der Antriebsstrang elektrifiziert wird. Es ist absehbar, dass ein zweites Bordnetz mit 48 V eingeführt wird. Die zusätzliche Spannungsebene stabilisiert nicht nur die gesamte Energieversorgung, sondern ermöglicht auch ganz oder teilweise Hybridfunktionen, die bislang dem Vollhybrid vorbehalten waren - und dies zu Kosten, die auch in den Volumensegmenten akzeptabel sind. Vor diesem Hintergrund hat Schaeffler untersucht, ob die für eine Hochvoltumgebung entwickelte elektrische Achse auch in einem Mildhybridfahrzeug mit 48-V-Bordnetz nutzbringend ist. Simulationen haben gezeigt, dass auch im 48-V-Bordnetz neben der Rekuperation weitere Funktionen zu verwirklichen sind. Dazu zählen alle Fahrmanöver bei geringer Geschwindigkeit, aber auch das Torque Vectoring - eine Funktion, die für den Endkunden direkt wahrnehmbar zu mehr Agilität und Querstabilität führt. Schaeffler hat nun einen Prototyp einer elektrischen Achse für den Betrieb mit 48 V aufgebaut und in ein Konzeptfahrzeug auf der Basis eines Audi TT Quattro integriert. Eingegangen wird auf Auslegung, Aufbau und prinzipielle Funktion des Achsantriebs, die Funktionen der elektrischen Achse im 48-v-Bordnetz, die Integration des Prototyps ins Konzeptfahrzeug. Die Auswertungen haben eindeutig ergeben, dass die Spurstabilität insbesondere eines frontgetriebenen Fahrzeugs durch die Torque-Vectoring-Funktion der elektrischen Achse erheblich zunimmt. Im Spurwechseltest erreicht das Versuchsfahrzeug mit Frontantrieb und elektromechanischem Torque Vectoring an der Hinterachse die gleiche Fahrstabilität wie das Allradfahrzeug. Auf der Kreisbahn sind die Verbesserungen so deutlich, dass in Bezug auf den Eigenlenkgradient kein Unterschied mehr zur Konfiguration mit dem serienmäßigen Allradantrieb feststellbar ist. Die Kombination aus elektrischer Achse und 48-V-Spannungsebene ist nicht nur ausreichend, um ein vollfunktionsfähiges Torque Vectoring zu realisieren, sondern darf geradezu als ideal für diese Funktion bezeichnet werden. Ferner ermöglicht sie heute schon, den überwiegenden Anteil der theoretisch rekuperierbaren Bewegungsenergie als elektrische Energie in die Batterie einzuspeisen, und erlaubt in einem eingeschränkten Umfang auch elektrisches Fahren. Damit stellt die elektrische Achse in Verbindung mit dem 48-V-Bordnetz einen attraktiven Einstieg in die Elektrifizierung des Antriebsstrangs dar.
Hybridisierung mit einer E-Achse für das 48-V-Bordnetz
Motortechnische Zeitschrift ; 76 , 5 ; 26-31
2015
6 Seiten, 6 Bilder
Article (Journal)
German
Hybridisierung mit einer E Achse fuer das 48 V Bordnetz
Automotive engineering | 2015
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