Das Projekt "Teilvorhaben: Mechanische Hochdrehzahl-Komponenten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GETRAG B.V. & Co. KG durchgeführt. Ziel des Gesamtvorhabens ist die Entwicklung, Optimierung und der Aufbau eines Hochdrehzahl-Antriebsstrangs für die Anwendung in elektrifizierten Automobilen. Durch eine Verdreifachung der Motordrehzahl gegenüber dem Stand der Technik lassen sich das Motorvolumen und die Motormasse in etwa halbieren und die Motorkosten somit ca. 30Prozent senken. - Ziel des Teilvorhabens für die GETRAG ist es Kenntnisse zu erlangen, zur Entwicklung, Auslegung und Fertigung von Getriebe-Prototypen für die Super-Hochdrehzahl Anwendung. Bei der Auslegung werden Simulationsergebnisse der TU München verwendet. Mit den Getriebekonzepten legen GETRAG und die TU München (FZG) die Verzahnungen für TG I und II aus. TG I wird dann weiter detailliert und konstruiert. Danach wird der TG I Zeichnungssatz erstellt und in die Fertigung zur Produktion eingesteuert. TG II wird an der Uni Hannover (IMKT) weiter konstruiert. GETRAG unterstützt hier bei der Auslegung der Lagerung, Dichtung sowie der Schmierung. Dieses Teilgetriebe wird schaltbar zweigängig ausgelegt. Aus den, bei GETRAG vorhanden Schaltaktoren, wählen Partner eine aus. GETRAG beschafft diese und stellt sie dem IMS zur Softwareerstellung bereit. Die Schnittstelle des Schaltaktors fließt dann in die Auslegung und Konstruktion von TG II ein. Der nächste Schritt ist hier dann auch die Auslegung und Konstruktion von TG II. GETRAG und das IMKT erstellen den Zeichnungssatz für die Fertigung des TG II. Anschließend produziert GETRAG die Teile bzw. beschafft sie.
Das Projekt "Teilvorhaben: Montagekonzepte für den Antrieb der Zukunft" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Dürr Systems AG durchgeführt. Im Bereich der Antriebstechnologie wird ein Hochdrehzahl EV-Antriebsstrang der nächsten Generation mit Mehrganggetriebe erforscht. In Verbindung mit optimal auf den Antriebsstrang abgestimmter Sensorik und aktiver Fahrerinteraktion mittels moderner Aktorik wird ein höchsteffizienter Fahrzeugbetrieb erreicht, der insbes. im städtischen Verkehr sein volles Potenzial aufzeigt. Die entwickelten Komponenten werden in Hardware umgesetzt und in Versuchsträgern validiert. Zusätzlich wird ein Gesamtmodell zur Simulation des gesamten Antriebsstrangs aufgebaut, was eine Bewertung hinsichtlich verschiedener Kriterien (u.a. Kosten, Wirkungsgrad, Fahrzeuggewicht, CO2-Emission) ermöglichen wird. Für die Bewertung der einzelnen Komponenten wird neben der einen Produktperformance auch der Fertigungsaufwand der unterschiedlichen Konzepte untersucht, um einen Kosten-Nutzen Vergleich zu ermöglichen. Insbes. die Montagezeiten elektrifizierter Antriebsstränge weichen u.U. deutlich von den Zeiten für konventionelle Fahrzeuge ab. Da in Zukunft aus Gründen der optimalen Kapazitätsauslastung von Mixed-Modell-Montagelinien auszugehen ist, können große Zeitunterschiede bei konventionellen Montagelinien nicht mit bestehenden Planungsansätzen überbrückt werden. Mittels Simulation und heuristischer Optimierung von Montagestrukturen und -layouts werden Lösungen abgeleitet. Das Vorhaben gliedert sich in 4 Arbeitspakete. AP1 befasst sich mit dem neuartigen EV-Antriebsstrang (Hochdrehzahl ASM mit Getriebe). AP2 erforscht optische Sensoren zur Fahrerunterstützung für definierte Fahrstrategien. Diese fließen unmittelbar in die Auslegung des Antriebsstrangs (AP1) ein und bilden die Anforderungen für AP3. In AP3 werden Formgedächtnislegierungen entwickelt (2 Anwendungen im Projekt: Gaspedal+Regler im Kühlkreislauf). AP4 bildet eine Klammer um AP1-3 indem sowohl der neuentwickelte Antriebsstrang als auch die Produktion der Einzelkomponenten wie auch die Auswirkungen auf die Endmontage bewertet werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Leistungselektronik für das Super-Hochdrehzahl-Mehrgang-Konzept" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Lenze SE (Societas Europaea) durchgeführt. Ziel des Gesamtvorhabens ist die Entwicklung, Optimierung und der Aufbau eines Hochdrehzahl-Antriebsstrangs für die Anwendung in elektrifizierten Automobilen. Durch eine Verdreifachung der Motordrehzahl gegenüber dem Stand der Technik lassen sich das Motorvolumen und die Motormasse in etwa halbieren und die Motorkosten somit ca. um 30 Prozent senken. Ziel des Teilvorhabens ist die Entwicklung der Leistungselektronik für die Fahrzeugwechselrichter dieses Super-Hochdrehzahl-Konzept. Durch Anpassung der Software und Leistungshalbleiter werden die Wechselrichter für den Betrieb der Hochdrehzahlantriebe ertüchtigt. Um das System aus 2 Antriebssträngen in den Laboren der Universitäten Hannover und München überhaupt testen zu können, ist die Nachbildung der Fahrzeugbatterie nötig. Hierfür baut Lenze zwei an die jeweiligen Laborbedingungen angepasste Gleichspannungsquellen auf, die die Fahrzeugwechselrichter mit Energie versorgen. Arbeitsplan Ausgangspunkt der Konzeption der Wechselrichter ist die Festlegung der Schnittstellen in Abhängigkeit von den Auslegungsparametern des Antriebssystems. Daran schließt sich die simulative Untersuchung der Eignung verschiedener Leistungshalbleiter in Kombination mit unterschiedlichen Modulationsverfahren zur Realisierung hoher Ausgangsfrequenzen an. Die ermittelten Kenngrößen fließen in die Berechnung der Wirkungsgradkennfelder der universitären Partner ein. Danach wird die Prozessrechner-Struktur des Umrichters und mittels modellbasierter Codegenerierung die Software angepasst. Die auf der Basis der Spezifikationen gefertigte Wechselrichter werden in den Prüfstand integriert und aus den Versuchsergebnissen etwaige Modifikationen abgeleitet. Die Gleichspannungsquellen werden im Unterauftrag gefertigt und ebenfalls in den Prüfstand integriert.
Das Projekt "Teilvorhaben: Hochdrehzahl EV-Antriebskonzept mit effizienzorientierter Betriebsstrategie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Mercedes-Benz Group AG durchgeführt. 1. Vorhabenbeschreibung: Ein, bezüglich Leistungsdichte, Bauvolumen, Gewicht und Kosten, ganzheitliches Antriebskonzept aus elektrischem Antrieb (AP1) und Betriebsstrategie (AP2) erweitert die Einsatzmöglichkeiten des Elektromotors und reduziert das Reichweitenproblem. Dazu wird ein elektrischer Antrieb entwickelt und mit einer effizienzorientierten Betriebsstrategie kombiniert. Diese soll die Fahrsituation gesamtheitlich und frühzeitig erfassen und die Systemeffizienz zusätzlich steigern. 2. Arbeitsplanung: AP 1: Es werden Elektromotor, Leistungselektronik und Getriebe entwickelt und in Hardware umgesetzt. Fahrzeugklassenspezifische Anforderungen (Wirkungsgrad, Steigfähigkeit, Längsdynamik) werden systematisch berücksichtigt bzw. bewertet. AP 2: Das Ampelszenario wird mit Kameras aufgenommen. Bei Annäherung des Fahrzeugs wird der Ampelzustand erfasst, wodurch die Sequenz durchgehend beobachtet und gesteuert werden kann.
Das Projekt "Entwicklung eines hocheffizienten Antriebsstrangs mit automatisiertem Mehrganggetriebe und Doppel-e Antrieb zur unterbrechungsfreien Zugkraftübertragung (Doppel-e-Antrieb)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Institut für Mechatronische Systeme im Maschinenbau durchgeführt. Ziel ist die optimale Auslegung eines neuartigen hocheffizienten elektrischen Antriebsstrangs für den Einsatz als Traktionsantrieb in Fahrzeugen. Die Besonderheit des Antriebsstrangs besteht in der Anordnung und Auslegung der elektrischen Maschinen, welche ein Mehrganggetriebe, ausgeführt als automatisiertes Schaltgetriebe, über zwei parallele Eingangspfade antreiben. Die elektrischen Maschinen sollen als Hochdrehzahlantriebe elektromagnetisch hinsichtlich höchstmöglicher Drehmomentdichte, thermisch bezüglich höchstmöglicher Leistungsdichte ausgelegt werden. Das Getriebe soll bei mindestens zwei Stufen und zwei Gängen je angekoppelter E-Maschine möglichst kompakt und wirkungsgradoptimal ausgelegt werden. Die Entwicklung des neuen Antriebskonzepts soll exemplarisch anhand eines Automobils im C-Segment erfolgen. Das Forschungsvorhaben kann in fünf Arbeitspakete gegliedert werden. Diese Arbeitspakete werden von zwei Instituten bearbeitet. Das Institut für elektrische Energiewandlung ist spezialisiert auf die Auslegung der elektrischen Maschine, das Institut für Mechatronische Systeme hat seine Expertise auf der Systemintegration sowie der Getriebeoptimierung. Da ein optimierter Gesamtantrieb entwickelt werden soll, bedarf es einer engen Kooperation der Partnerinstitute.
Das Projekt "Teilvorhaben: Antriebssystemoptimierung und Komponentenentwicklung (Leistungselektronik) für schnelldrehende Traktionsantriebe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Robert Bosch GmbH durchgeführt. 1. Vorhabenziel: Das Forschungsvorhaben zielt auf die Erforschung von Hochdrehzahl EV-Antriebssträngen, intelligenter Aktorik sowie urban optimierten Fahrerassistenzsystemen für einen höchsteffizienten Fahrzeugbetrieb. Parallel sollen hierfür antriebsflexible Produktions- bzw. Montagekonzepte erarbeitet und in einer integrierten Bewertung von Produkt- und Produktionskonzept hinsichtlich Wirkungsgrad, Wirtschaftlichkeit, Flexibilität und weiterer Zielgrößen bewertet werden. 2. Arbeitsplanung: Bosch bringt sich in zwei Arbeitspaketen in das Projekt ein. Bosch Schwerpunkt in AP1 ist die Entwicklung einer skalierbaren, hochdrehzahltauglichen Leistungselektronik zum verlustarmen Betrieb des Hochdrehzahlantriebs (30.000/min). Ausgehend von einer Konzeptanalyse sowohl für die Leistungselektroniktopologie als auch die Ansteuer- und Regelungstechnik wird ein Konzept ausgewählt und prototypisch realisiert. Die Entwicklung der Hochdrehzahlmaschine begleitet Bosch durch Unterstützung bei der Bewertung der Rückwirkungen des Inverters auf die Maschine, Fertigung der Aktivteile sowie durch Absicherung der Drehzahlfestigkeit anhand von Schleudertests. Im übergreifenden AP4 erarbeitet Bosch eine Antriebssimulationsumgebung und Antriebsoptimierung mit spezieller Berücksichtigung von Hochdrehzahlantriebstechnik und vorausschauendem Fahren. Messungen am Gesamtantrieb inkl. Maschine, Elektronik und Mehrganggetriebe dienen der Validierung sowohl der Komponentenmodelle als auch der Gesamtantriebssimulation
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