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16 Jun 2021
16 Jun 2021

EU-Forschungspartner stellen die nächste Generation von E-Antrieben vor - ModulED

Ein Konsortium aus 9 führenden Experten für die Elektrifizierung von Fahrzeugen hat die Ergebnisse ihres gemeinsamen 3-jährigen paneuropäischen Forschungsprojekts vorgestellt. Der vorgestellte E-Antrieb kombiniert eine Vielzahl von Innovationen bei Komponenten und Subsystemen sowie eine vollständige Systemintegration durch Punch Powertrain, die zusammen zu einer Gesamteffizienzsteigerung von rund 15 % und einer Kostenreduzierung von etwa 8 % führen.

EU-Forschung soll Elektrifizierung vorantreiben

Die Reduktion von Emissionen durch die Elektrifizierung von Fahrzeugen und den geringeren Einsatz von "Seltenen Erden" ist entscheidend für die Verbesserung unserer gesamten Umweltbilanz. Erschwinglichkeit und Effizienz sind entscheidend, um die Akzeptanz von NEVs zu fördern und erfordern einen schnellen Innovationsfortschritt. ModulED ist ein im Rahmen der European Green Vehicles Initiative gefördertes Forschungsprojekt, das 9 kompetente Zulieferer aus verschiedenen Bereichen der Elektrifizierung zusammenbringt, um diese Herausforderung anzugehen. Das Projekt zielt darauf ab, Innovationen für die nächste Generation elektrischer Antriebe für elektrifizierte und elektrische Fahrzeuge zu generieren und zu verbreiten, wobei der Fokus auf hoher Effizienz, signifikanter Kostenreduzierung und einer Verringerung des Einsatzes von schweren "Seltenen Erden" liegt.

Übertrifft den Stand der Technik bei E-Antrieben

Die Forschungen im Projekt ModulED haben zu einem Design geführt, das auf der Grundlage verschiedener Innovationen den aktuellen Stand der Technik deutlich übertrifft:

    • Es wurde eine 6-phasige E-Maschine mit einer Drehzahl von bis zu 23.000 U/min entwickelt. Das Hochgeschwindigkeitsdesign ermöglicht eine kompaktere Bauweise und einen reduzierten Einsatz von schweren Seltenerdmaterialien.
    • Die E-Maschine wird von einem neu entwickelten Wechselrichter auf Basis der Wide-Bandgap-GaN-Halbleitertechnologie gesteuert. Die implementierte mehrphasige Fehlererkennung ermöglicht eine um 33 % erhöhte Fehlertoleranz.
    • Die Entwicklung des Zweigang-Getriebes mit seiner doppelten Übersetzungsanordnung ermöglicht es, die Fahrzeugleistung zu steigern und gleichzeitig einen hohen Gesamtwirkungsgrad zu gewährleisten.
    • Das Gehäuse der Einheit ist sehr kompakt und beherbergt das Zweigang-Getriebe im Bauraum heutiger, hochmoderner Eingang-Antriebsstränge gleicher Leistungsstufe.
    • Starke Verbesserungen bei den Hilfssystemen (z. B. Betätigung und Kühlung) ermöglichen die Minimierung von Verlusten, was zu einem geringeren Gesamtenergieverbrauch und einer höheren Fahrzeugreichweite führt.

3-in-1-Integration steigert die Effizienz

Darüber hinaus führt die vollständige 3-in-1-Integration (von E-Maschine, Wechselrichter und Getriebe) zu einer hocheffizienten Gesamteinheit. Für die Integration und Erprobung wandte sich das Konsortium an Punch Powertrain, den Partner mit umfassender In-House-Expertise für alle Systeme, der auf eine ganze Reihe hochmoderner, zukunftsweisender Testgeräte und -prozesse zurückgreift. Ein klarer Fokus auf kosteneffiziente Lösungen sorgt für eine erwartete Kostenreduzierung von über 8 % für den gesamten Antriebsstrang.

Demonstration der Anwendung im realen Leben

Der E-Antrieb wurde erfolgreich in ein Nutzfahrzeug integriert und hat eine ganze Reihe von Tests durchlaufen, sowohl auf Geräte- als auch auf Fahrzeugebene. Im voll ausgestatteten, hochmodernen Testzentrum von Punch Powertrain wurden die Leistung, der Wirkungsgrad und das akustische Verhalten der Antriebseinheit getestet. Die Untersuchungen zeigten Spitzenwirkungsgrade von 93 % bzw. 92 % im ersten und zweiten Gang und bestätigten damit einen breiten Bereich des hocheffizienten Betriebes. Weitere durchgeführte Tests umfassen den Energieverbrauch auf dem Rollenprüfstand und eine weitere umfangreiche Validierung mit Fahrbarkeitsbewertung. Die Anwendung erreichte einen vergleichbaren Energieverbrauch wie das Originalfahrzeug, während die Leistung der Antriebseinheit um 30 % gesteigert werden konnte.