Achsantrieb für Elektrofahrzeuge
“Auswahl der richtigen Antriebsarchitektur für Elektrofahrzeuge, um dessen Reichweite zu maximieren.”
Achsantrieb mit Planetengetriebe
Eine große Herausforderung bei Achsantrieben ist die Auslegung des Elektromotors und des Inverters so zu wählen, dass sie während des Betriebs nicht überhitzen. Dabei sind die zwei wesentlichen Betriebszustände die kurzzeitige Leistung (5s-30s) zum Beschleunigen des Fahrzeuges und kontinuierliche Leistung (30min-60min), welche der Antrieb zu Verfügung stellen soll. Wird der Motor und dessen Kühlung nicht ausreichend dimensioniert, kommt es bei der kontinuierlichen Leistung zu einer Zerstörung des Elektromotors.
Drehmoment im WLTP Zyklus
Trägt man die Arbeitspunkte aus dem WLTP Zyklus in das Kennfeld eines Elektromotors, erkennt man, dass keiner der Punkte sich im Bereich der größten Effizienz befindet. Durch die Umschaltung der Übersetzung können die Wirkungsgrade in den Arbeitspunkten verbessert werden.
Achsantrieb mit Schaltgetriebe
Achsantriebe für Elektrofahrzeuge haben in der Regel ein Getriebe mit einem festen Übersetzungsverhältnis. Wird ein Getriebe eingesetzt, welches über zwei Gänge verfügt, stehen dem Elektromotor zwei Übersetzungen zur Verfügung, sein Drehmoment zu wandeln. Abhängig von der Getriebe und E‑Motor Kombination kann dadurch der Wirkungsgrad des Achsantriebs verbessert und seine maximale Drehzahl erhöht werden.
Direktantrieb für Elektrofahrzeug
Direktantriebe besitzen kein Getriebe und werden normalerweise dort eingesetzt, wo eine hohe Dynamik gefordert wird. Da Direktantriebe auch eine sehr kompakte Bauform besitzen werden diese oft für autonome Fahrzeuge eingesetzt. Bei autonomen Bussen werden hierfür meistens Radnabenmotoren verwendet.
WLTP Arbeitspunkte im Kennfeld
Die Beschleunigungen eines Fahrzeugs sind im WLTP Zyklus relative gering. Dementsprechend sind die vom Elektromotor benötigten Drehmomente ebenfalls klein. Problem hierbei ist, dass die meisten Elektromotoren bei diesen Arbeitspunkten keinen besonders hohen Wirkungsgrad aufweisen.