Hybridantrieb für Allradfahrzeug im Premiumsegment

Projekt - Projekt-Daten

 

Phase 1a: Konzeptionierung , Auslegung und Konstruktion eines neuen Antriebssystems Getriebe:

Beginnend mit Wintersemester 2007/08 werden Konzepte ausgearbeitet für den Antrieb eines Fahrzeuges. Nach Bewertung und Auswahl werden im Rahmen der Konstruktionsarbeit zwei Antriebskonzepte konstruktiv umgesetzt; siehe hierzu auch Prexler, F.: Fahrzeuggetriebe für elektromotorisch betriebene Elektroleichtfahrzeuge, VDI Tagung am 26./27. April 1995 in Friedrichshafen: "Getriebe in Fahrzeugen 1995", VDI-Berichte 1175, S. 593 ... 602
Ausgelegt und konstruiert werden zwei Getriebevarianten 
A) ein schrägverzahntes, zweistufiges Stirnrad-Lastschaltgetriebe mit integriertem Kegelraddifferential nach dem U-Drive-Konzept
B) ein einstufiges Planetengetriebe mit integriertem Planetendifferentialgetriebe in Transaxlebauweise.
Nach endgültiger Bewertung fällt die Entscheidung  zur Realisierung eines Planetengetriebes in Transaxle--Bauweise


Motorisierung:


In Abwägung der Vor- und Nachteile unterschiedlicher Elektromotoren-Bauarten (Synchronmotor, Asynchronmotor, Reluktanzmotror, ... ) entscheidet man sich für einen Hybrid Synchronous Motor.
Die Zusicherung der Fa. Brusa, für die Antriebsbauweise geeignete Motoren bereit zu stellen, ermöglicht die Umsetzung dieses zukunftsweisenden Antriebskonzepts.  


Antriebsregelung der Fahrantriebe:


Die beiden wassergekühlten Elektromotoren werden je von einem hocheffizient arbeitenden, auf diesen Motortyp abgestimmten Wechselrichter geregelt. Wirkungsgrad 97%.


Basisfahrzeug:

 
Nach eingehender Wertung fällt die Entscheidung, dieses alternative Antriebskonzept in einem Allradfahrzeug des Premiumsegments umzusetzen.
Die großzügige Bereitstellung eines BMW X5, initiiert von der Standortleitung des BMW Standortes Landshut, ermöglicht es, das moderne Antriebskonzept zu realisieren.  


Phase 1b: Aufbau des fahrfertigen Versuchsträgers; Aktueller Stand:


Aufgrund großen Interesses der Industrie an diesem Antriebskonzept kommt es zu einer Intensiven Zusammenarbeit mit interessierten Unternehmen. Diese unterstützten dieses Projekte in hohem Maße, so daß nun mit der Realisierung dieses zukunftsweisenden Antriebskonzeptes begonnen werden kann. 
Der im Basisfahrzeug verbaute, gesamte konventionelle Allrad--Antriebsstrang wird entfernt und wird nun durch die neuen Komponenten ersetzt.
Es werden folgende Komponenten entfernt:

  1. •Verbrennungsmotor 3,0l

  2. •Automatik-Getriebe

  3. •Kardanwelle

  4. •Differentiale

  5. •Allradausgleichsgetriebe

  6. •Abgasanlage


Das Fahrzeug erhält nachstehende neue Komponenten:

  1. •Zwei Elektromotoren à 100 kW  (Vorder- und Hinterachse)

  2. •Jeweils mit Planetenuntersetzungsgetriebe und  Planetendifferentialgetriebe ausgerüstet

  3. •formschlüssig wirkende Parksperre an der Vorderachse, automatisch betätigt über äußere Schaltung (Stellung P)

  4. •Zwei Wechselrichter mit je 100 kW Leistung zur Regelung der beiden Fahrmotoren

  5. •zyklenfähige Sekundärbatterie in Lithium-Ionen-Technik

  6. •APU: Verbrennungskraftmaschine/Generator, gespeist aus dem 85 Liter Kraftstofftank


Oberstes Ziel dieses Projektes ist es, bis Ende Juli, ein fahrtüchtiges Fahrzeug mit seriellem Hybrid-Antrieb mit Plug-In-System auszustatten. Dazu bedarf es einer intensiven Zusammenarbeit innerhalb der Gruppe und verschiedensten interessierten Partnern der Industrie. Die Projektarbeit beinhaltet neben der Konstruktion und Entwicklung des Getriebes und seiner Komponenten auch die methodische Vorgehensweise bei der Montage-, Energie- und Antriebskonzeption. Es bedarf intensiver Planung und Organisation zur termingerechten Fertigung und Montage, um das Ziel eines fahrfertigen Konzeptfahrzeuges zu erreichen. In der folgenden Phase II  nehmen die Optimierung von Steuerung bzw. Regelung der einzelnen Komponenten und deren Zusammenwirken die Schlüsselstellung des Projektes ein.