Größere Batteriekapazitäten sind das eine, doch die Reduzierung des Energieverbrauchs durch energieeffiziente Antriebsstränge ist eine weitere wesentliche Maßnahme hin zu einer höheren Reichweite von Elektrofahrzeugen.
Im Forschungsprojekt „Auswahlsystematik für energieeffiziente Antriebsstränge in rein elektrischen Straßenfahrzeugen“ analysieren die Ingenieurinnen und Ingenieure im ersten Schritt einzelne Komponenten im elektrischen Antriebsstrang der Fahrzeuge: Von der Batterie, dem Wechselrichter und dem Traktionsmotor bis hin zum Getriebe.
Das Zusammenspiel betrachten
Da die Wirkungsgrade der einzelnen Bauteile während der Fahrt nicht konstant bleiben, sondern zum Beispiel von der momentanen Geschwindigkeit und dem Drehmoment stark beeinflusst werden, kann selbst bei einer alleinigen Fokussierung auf den Einsatz effizientester Komponenten nur wenig Energie eingespart werden.
„Erst wenn wir das Gesamtsystem betrachten und das Zusammenspiel der einzelnen Komponenten in konkreten Fahrzyklen oder Fahrzeuganwendungen analysieren, können wir das Energiemanagement der Antriebe wesentlich verbessern“, sagt Dr. Volkmar Müller von der Professur für Elektrische Maschinen und Antriebe der TU Dresden.
Um die bestmögliche Antriebskonfiguration zu ermitteln, werden eine Reihe verschiedener Aspekte betrachtet: Welche Fahrzeugklasse ist es? Soll das Fahrzeug auf Kurz-, Mittel- oder Langstrecken eingesetzt werden? Wo soll es gefahren werden (Deutschland, China, USA)?
Kundenrelevante Aspekte im Blick
Das Forschungsteam schaut sich weiterhin die für Kunden und Hersteller relevanten Fahrzeugeigenschaften wie Fahrleistung, Reichweite und Kosten an. Eine automatisierte Auswahlsystematik beleuchtet alle Projektierungsfreiheitsgrade unter Nutzung einer umfangreichen Datenbasis der Antriebskomponenten beziehungsweise selbst erarbeiteter generischer Daten. Daraus werden Empfehlungen für die Projektierung der technisch sinnvollen Antriebsstränge für verschiedene Anwendungen abgeleitet.
Das Projekt wird über drei Jahre mit 180.000 Euro von der Forschungsvereinigung Antriebstechnik gefördert. Neben der TU Dresden sind die Industrieunternehmen ZF Friedrichshafen, Magna Powertrain Traiskirchen, KIT/Schaeffler und Porsche beteiligt. Die Projektergebnisse in Form eines Softwaretools werden nach Projektabschluss von den beteiligten Industriepartnern direkt in die Anwendung überführt.
