IAV auf dem 26. Aachener Kolloquium Fahrzeug- und Motorentechnik

Auf dem Weg zum intelligenten Antriebsstrang

      Konzepte und Technologien für minimale Emissionen und maximale Effizienz

      IAV bereitet den Weg zum emissionsfreien Fahren – unter anderem mit dem optimalen Antriebsstrang und alternativen Antrieben. Für reine E-Fahrzeuge hat IAV eine modulare elektrische Antriebseinheit für verschiedene Antriebsstrangkonfigurationen entwickelt.

      Diese Lösungen präsentierten wir auf dem 26. Aachener Kolloquium Fahrzeug- und Motorentechnik vom 09. bis 11. Oktober:

      Die neue Generation der elektrischen Antriebseinheit von IAV ermöglicht ein reines E-Fahrzeug . Das modulare Konzept besteht aus einer E-Maschine und einem Getriebe mit einem bis drei Gängen. Die von uns entwickelte Lösung liefert ein hohes Drehmoment über einen weiten Geschwindigkeitsbereich, benötigt wenig Bauraum und lässt sich kostengünstig in Serie produzieren. Die modulare elektrische Antriebseinheit bietet eine hohe Steigfähigkeit bei gleichzeitig maximaler Effizienz. Sie ist außerdem flexibel einsetzbar und eignet sich für verschiedene Antriebsstrangkonfigurationen, etwa für batterieelektrische oder Brennstoffzellenfahrzeuge. (…) Mehr

      Um die vielfältigen Entwicklungsziele (CO2-Emissionen, Fahrleistung, Komfort, Masse, Kosten etc.) für 2025 und 2030 zu erfüllen, suchen die Hersteller nach den jeweils nachhaltigsten Szenarien im Spannungsfeld von Flottenverbräuchen, Baukastensystemen und Kosten. Dem Antriebsstrang kommt dabei eine zentrale Rolle zu. Grundsatzentscheidungen haben eine enorme Tragweite und sind im Nachhinein kaum zu korrigieren. Die Komplexität der Ziele, Anforderungen und Rahmenbedingungen ist dabei so hoch, dass eine Optimierung der Antriebsstrangkomponenten mit herkömmlichen Entwicklungsmethoden nicht mehr genügt. Hier unterstützen wir unsere Kunden mit der IAV-Antriebsstrangsynthese. (…) Mehr

      Erdgas-Fahrzeuge sind echte Klimaschützer. Dank CNG-Betriebs (Compressed Natural Gas) stoßen sie rund zwanzig Prozent weniger CO2 aus als ein vergleichbarer Benziner. Stammt das Gas aus erneuerbaren Quellen ist sogar eine Verringerung um 80 Prozent möglich. Hinzu kommen die niedrigen Energiesteuern auf Erdgas, wodurch die Fahrzeuge für ihre Nutzer auch wirtschaftlich attraktiv sind. (...) Mehr

      Modulares elektrisches Antriebskonzept

      zurück

      Fahrkomfort, Effizienz und kompakte Bauform

      IAV stellte die Weiterentwicklung seines modularen elektrischen Antriebskonzepts vor. Die Kombination aus E-Maschine und Getriebe hat bis zu drei Gänge und lässt sich dank des modularen Konzeptes an verschiedene Fahrzeugplattformen und Anforderungen anpassen. Ziel ist es, hohen Fahrkomfort, hohe Effizienz, einen geringen Bauraum und wettbewerbsfähige Kosten miteinander zu vereinen.

      Langfristig werden elektrische Antriebe eine zentrale Rolle in der Mobilität spielen, denn sie fahren emissionsfrei und unabhängig von fossilen Energieträgern. Neben dem Umweltaspekt müssen die Hersteller aber auch die Anforderungen ihrer Kunden in puncto Fahrkomfort berücksichtigen.

      Diese erwarten gleichzeitig eine bestmögliche Effizienz, um mit einer Batterielandung eine möglichst große Reichweite zu erzielen, eine hohe Steigfähigkeit, eine hohe Geschwindigkeit und eine hohe Beschleunigung.

      Viele elektrische Antriebe setzen derzeit auf die Kombination aus einem E-Motor und einem Getriebe mit festem Übersetzungsverhältnis. Solche Lösungen sind zwar relativ einfach aufgebaut, können aber nicht alle Anforderungen gleichzeitig erfüllen. So verlangen hohe Steigfähigkeit einerseits und maximale Effizienz andererseits ganz unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse. IAV setzt darum auf ein modulares Konzept, das aus einer E-Maschine und einem Getriebe mit einem bis drei Gängen besteht.

      „Dadurch können wir die elektrische Antriebseinheit an verschiedene Fahrzeugplattformen und Anforderungen anpassen“, erklärt Mathias Krause, Abteilungsleiter Zylinderkopf/Kurbelgehäuse im Bereich Powertrain System Development bei IAV. „Unsere Lösung liefert ein hohes Abtriebsdrehmoment über einen weiten Geschwindigkeitsbereich.“

      Geeignet für verschiedene Antriebsstrangkonfigurationen

      Die IAV-Lösung ist außerdem flexibel einsetzbar – als Hauptantrieb für batterieelektrische Fahrzeuge, für Brennstoffzellenfahrzeuge oder als Bestandteil von Plug-In-Hybriden. Ihre Leistung ist ausreichend für Fahrzeuge aus den Klassen A (Kleinstwagen), B (Kleinwagen), C (Mittelklasse) und D (obere Mittelklasse). Sie ist die Weiterentwicklung einer Lösung, die IAV bereits 2010 vorgestellt hat.

      In der modularen elektrischen Antriebseinheit arbeitet ein von IAV entwickelter E-Motor mit einer Dauerleistung von 50 Kilowatt und einer Maximalleistung von 80 Kilowatt. Er erzeugt ein kontinuierliches Drehmoment von 150 Newtonmetern, das sich kurzzeitig bis auf 300 Newtonmeter steigern lässt. Für sein Design kam das IAV-Tool für die Elektromotorensynthese zum Einsatz, welches aus einer unüberschaubar großen Zahl potenzieller Varianten die optimale Lösung für den vorgegebenen Anwendungsfall findet.

      Das Planetengetriebe mit maximal drei Gängen ist seitlich neben dem E-Motor angebracht und kann Abtriebsdrehmomente von bis zu 3.000 Newtonmetern erzeugen. Zugleich kann damit die maximale Drehzahl des Motors auf 8.000 Umdrehungen pro Minute begrenzt werden. Das Differential ist im E-Motor untergebracht, um den knappen Bauraum optimal auszunutzen.

      Bis zu zehn Prozent mehr Reichweite

      „Unsere modulare elektrische Antriebseinheit bedient die Drehmomentanforderungen mit mehr Gängen als vergleichbare Lösungen“, sagt Jens Liebold, Fachreferent für Elektromechanische Antriebssysteme bei IAV. „Diese nutzen statt eines Mehrgang-Getriebes einen größeren Motor, wodurch sie mehr Bauraum benötigen und wegen der hohen Drehzahlen Probleme, zum Beispiel beim Thema NVH, bekommen.“ Auch bei der Effizienz sind Lösungen mit einem festen Übersetzungsverhältnis im Nachteil: Die IAV-Lösung steigert die Reichweite um fünf bis zehn Prozent.

      Eine besondere Herausforderung stellte auch die Gehäuseentwicklung dar. Eine kompakte Bauform, eine hohe Funktionsintegration und das Temperaturmanagement wurden vorteilhaft miteinander kombiniert. So ist bei der IAV- Lösung die Leistungselektronik im Gehäuse untergebracht, um die Kosten für Kupferleitungen zu reduzieren, eine hohe EMV- Abschirmung zu gewährleisten sowie die Leistungselektronik an den Kühlkreislauf des Elektromotors anzubinden. „In unserem Fall nutzen wir den Kreislauf des Stators, um die Leistungselektronik durch eine großflächige Anbindung an gekühlte Gehäusebereiche zu temperieren“, so Krause. „Das Getriebe-Schmiersystem wiederum übernimmt gleichzeitig auch die Kühlung des E-Maschinen-Rotors.“

      Daneben stellte das Projekt auch große Anforderungen an die Struktursteifigkeit des Gehäuses. „Sonst drohen Probleme beim Akustikverhalten“, erklärt Liebold. „Das Gehäuse musste also möglichst steif sein, um Schwingungen zu vermeiden, aber auch um Kräfte aufzunehmen und an das Fahrzeug weiterzuleiten.“ Bei seiner Entwicklung haben die IAV-Experten eng mit Nemak zusammengearbeitet, einem international tätigen Spezialisten für Aluminium-Guss. Entstanden ist dabei ein Gehäuse, das geringe Größe, hohe Steifigkeit, hohe Funktionsintegration und wettbewerbsfähige Kosten miteinander vereint.

      Antriebseinheit

      • Geeignet für Fahrzeugklassen A bis D
      • Steigfähigkeit: maximal 30 Prozent
      • Höchstgeschwindigkeit: 160 km/h (kontinuierlich) / 185 km/h (maximal)
      • Beschleunigung: 0 – 60 km/h in 4 Sekunden, 0 – 100 km/h in 10 Sekunden

      E-Motor

      • Leistung: 50 kW (kontinuierlich) / 80 kW (maximal)
      • Drehmoment: 150 Nm (kontinuierlich) / 300 Nm (maximal)

      Getriebe

      • Maximal drei Gänge
      • Drehmoment: 3.000 Nm (maximal)
    • Lageplan – IAV auf dem Aachener Kolloquium

      Veranstaltungsort

      Eurogress Aachen
      Monheimsallee 48
      52062 Aachen

      Veranstaltungszeiten

      Dienstag, 10. Oktober
      8.30 – 18.00 Uhr

      Mittwoch, 11. Oktober
      8.30 – 16.45 Uhr

    • Vielen Dank für Ihr Interesse.

      Wie können wir Ihnen helfen?

      Persönliche Angaben
      Anschrift
      Kontaktinformationen

      Unsere Datenschutzerklärung finden Sie hier.

      Mit einem "*" gekennzeichnete Felder sind Pflichtfelder.