Antriebsstrang

Der mechatronische Systemansatz eröffnet die Möglichkeit, das volle Potential von Antriebssträngen zu erschließen. Gegenüber rein komponentenbasierten Entwicklungsansätzen kann durch die gesamtheitliche Untersuchung und der funktionalen Systemintegration, die Performance des Gesamtsystems – bei gleichzeitiger Komplexitätsreduktion auf Komponentenebene – gesteigert werden. Die Validierung der Antriebssystemlösungen erfolgt dabei auf Basis von realer Erprobung mit objektiver und subjektiver Bewertung auf Prüfständen oder in Fahrzeugen.

Speed4E-Antriebsstrang mit dediziertem Schaltaktor vom IMS

Im Bereich der Antriebssysteme wird am IMS der komplette Entwicklungsprozess abgedeckt, beginnend mit der Konzeptionierung und multikriteriellen Optimierung von elektrischen und hybriden Antriebskonzepten. Zusätzlich zur Optimierung der Effizienz, der Fahrleistungen und der Kosten werden Ansätze zur gesamtheitlichen Bewertung der Ökologie (sog. Real Ecological Impact) von Antriebssystemen wie bspw. Elektrofahrzeugen, Brennstoffzellen-Fahrzeugen oder dedizierten Hybriden auf Basis von agilen Fahrzyklen verfolgt.

Im Fokus stehen dabei Antriebskonzepte, die auf der Grundidee von modularen elektrischen Mehrgang-Antrieben mit zwei E-Maschinen basieren. Die sog. Doppel-E-Antriebe sind sehr effiziente und komfortable Antriebe für Elektro- als auch Brennstoffzellenfahrzeuge. Durch die parallel-serielle Anbindung eines Verbrennungsmotors an das elektrische Mehrgang-Getriebe können zudem dedizierte Hybridantriebskonfigurationen wie bspw. der DE-REX abgeleitet werden.

Bild: IMS
Driveception

Die elektrischen und dedizierten hybriden Antriebe zeichnen sich u. a. dadurch aus, dass durch die E-Maschinen funktional in den Antriebsstrang integriert werden und so Getriebefunktionen (bspw. Drehzahlsynchronisation und Reversierung für Rückwärtsfahrt) übernehmen. Dadurch können die Komplexität und die Anzahl der Getriebekomponenten – sowie damit einhergehend die Kosten – signifikant reduziert werden. Durch die funktionale Integration entstehen neue Herausforderungen im Entwurf, der Integration sowie Applikation der Steuerung und Regelung, denen am IMS mit modellbasierten Entwicklungsansätzen begegnet wird.

Zum Abschluss des Entwicklungsprozesses werden die Antriebssysteme sowie die Steuerung und Regelung sowohl auf Prüfständen als auch direkt im Fahrzeug erprobt und weiterentwickelt. Dabei kommen am IMS auch eigens entwickelte Prüfstandskonzepte wie bspw. der Car-in-the-Loop zum Einsatz. Zudem besteht die Möglichkeit auch bereits in frühen Entwicklungsphasen den Fahrkomfort (bspw. Anfahren oder Schaltvorgänge) mit dem Längsdynamik-Fahrsimulator „Driveception“ auf Basis von Probandenversuchen subjektiv bewerten zu können.