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Speed4E - Hyper-Hochdrehzahl für den elektrifizierten automobilen Antriebsstrang zur Erzielung maximaler Reichweiten

Speed4E - Hyper-Hochdrehzahl für den elektrifizierten automobilen Antriebsstrang zur Erzielung maximaler Reichweiten

Leitung:  Prof. Dr.-Ing. Gerhard Poll
E-Mail:  niemeier@imkt.uni-hannover.de
Team:  Dipl.-Ing. Marius Niemeier; Tim Brieke M.Sc.
Jahr:  2019

Im Verbundprojekt Speed4E wird ein automobiler Antriebsstrang aufgebaut, der mit einer maximalen Antriebsdrehzahl von bis zu 50.000 min-1 betrieben werden kann.

Im Vorgängerprojekt Speed2E konnten durch die Steigerung der Antriebsdrehzahl auf 30.000 min-1, das Motorvolumen, die Motormasse sowie die Motorkosten um ca. 30% gesenkt und somit die Leistungsdichte, Effizienz und Wirtschaftlichkeit elektrifizierter automobiler Antriebsstränge signifikant gesteigert werden.

HERAUSFORDERUNGEN BEI DER ENTWICKLUNG DES HYPER-HOCHDREHZAHL ANTRIEBSSTRANGS:

  • Identifikation eines geeigneten Dichtungskonzepts - Stand-der-Technik-Lösungen sind bei den angestrebten Antriebsdrehzahlen nicht anwendbar.
  • Auslegung und Gestaltung von effizienten Hochdrehzahl-Lagerungen für E-Maschinen mit hoher Antriebsleistung
  • Minimierung der Verluste in den Halbleitern der Leistungselektronik durch Verwendung von neuartigen SiC-Halbleitern
  • Verzahnungsauslegung für den Hyper-Hochdrehzahlbereich
  • Generierung eines hochintegrierten und skalierbaren Antriebsstrangs
  • Kombination von zwei Teilgetrieben in einem Getriebegehäuse (Planetengetriebe und Stirnradgetriebe mit zwei Gängen)
  • Gestaltung eines hoch effizienten Schmierstoffs und eines integrierten Thermomanagement-Systems
  • Entwicklung eines Getriebemanagements mit innovativen Regelungsstrategien
  • Einbau und praktische Erprobung in einem Demonstratorfahrzeug

PROJEKTZIELE DER ERPROBUNG DES HYPER-HOCHDREHZAHL ANTRIEBSSTRANGS:

  • Das Hyper-Hochdrehzahl Konzept soll einen maßgeblichen Beitrag zur Reichweitenerhöhung und Reduzierung des Energiebedarfs elektrischer, automobiler Antriebsstränge leisten.
  • Ein aussagekräftiger vergleich der Energieeffizienz zwischen Serien- und Forschungsantriebsstrang ist dank der Integration des Speed4E Hyper-Hochdrehzahl Antriebsstrangs in ein Serienfahrzeug möglich.
  • Intelligente Betriebsstrategien sollen die Synergien des Hyper-Hochdrehzahl Antriebsstranges effizient nutzen.
  • Erprobung eines wasserhaltigen Getriebeöls zur Schmierung und Kühlung aller Komponenten des Antriebsstranges
  • Untersuchungen zur Effizienz des integrierten, ganzheitlichen Thermomanagement-Systems