Höhere Reichweite bei E-Autos durch optimierte Antriebsstränge

Wie werden die Antriebstechniken für elektrische Fahrzeuge effizienter? Daran forschen Wissenschaftler der TU Dresden gemeinsam mit Unternehmen aus der Industrie. Die Forscher versprechen sich durch die Reduzierung des Energieverbrauchs der Antriebsstränge höhere Reichweiten für Elektroautos.

Größere Batteriekapazitäten sind das eine, doch die Reduzierung des Energieverbrauchs durch energieeffiziente Antriebstränge ist eine weitere wesentliche Maßnahme hin zu einer höheren Reichweite von Elektrofahrzeugen. Im Forschungsprojekt „Auswahlsystematik für energieeffiziente Antriebstränge in rein elektrischen Straßenfahrzeugen“ analysieren die Ingenieure im ersten Schritt einzelne Komponenten im elektrischen Antriebsstrang der Fahrzeuge: Von der Batterie, dem Wechselrichter und dem Traktionsmotor bis hin zum Getriebe. Da die Wirkungsgrade der einzelnen Bauteile während der Fahrt nicht konstant bleiben, sondern z.B. von der momentanen Geschwindigkeit und dem Drehmoment stark beeinflusst werden, kann selbst bei einer alleinigen Fokussierung auf den Einsatz effizientester Komponenten nur wenig Energie eingespart werden.

„Erst wenn wir das Gesamtsystem betrachten und das Zusammenspiel der einzelnen Komponenten in konkreten Fahrzyklen oder Fahrzeuganwendungen analysieren, können wir das Energiemanagement der Antriebe wesentlich verbessern,“ so Dr. Volkmar Müller von der Professur für Elektrische Maschinen und Antriebe der TU Dresden.

Um die bestmögliche Antriebskonfiguration zu ermitteln, werden eine Reihe verschiedener Aspekte betrachtet: Welche Fahrzeugklasse ist es? Soll das Fahrzeug auf Kurz-, Mittel- oder Langstrecken eingesetzt werden? Wo soll es gefahren werden (Deutschland, China, USA)? Die Ingenieur:innen schauen sich weiterhin die für Kunden und Hersteller relevanten Fahrzeugeigenschaften wie Fahrleistung, Reichweite und Kosten an. Eine automatisierte Auswahlsystematik beleuchtet alle Projektierungsfreiheitsgrade unter Nutzung einer umfangreichen Datenbasis der Antriebskomponenten bzw. selbst erarbeiteter generischer Daten. Daraus werden Empfehlungen für die Projektierung der technisch sinnvollen Antriebstränge für verschiedene Anwendungen abgeleitet.

Das Projekt wird über drei Jahre mit 180.000 Euro von der Forschungsvereinigung Antriebstechnik (FVA) e.V. gefördert. Neben der TU Dresden sind die Industrieunternehmen ZF Friedrichshafen, Magna Powertrain Traiskirchen, KIT/Schaeffler und Porsche beteiligt. Die Projektergebnisse in Form eines Softwaretools werden nach Projektabschluss von den beteiligten Industriepartnern direkt in die Anwendung überführt.

Kontakt:
Prof. Wilfried Hofmann
PD Dr. Volkmar Müller
Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik
Professur für Elektrische Maschinen und Antriebe
Tel.: +49 351 463-35055