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Mehr elektrische Effizienz braucht das Land!

| Redakteur: Benjamin Kirchbeck

Mehr als 40 Milliarden wird die deutsche Automobilindustrie bis 2020 in alternative Antriebe investieren. Aradex sieht das als Steilvorlage, um aktuelle Szenarien als einen ganzheitlichen Powertrain-Prozess zu betrachten. Alle beteiligten Antriebsstrangkomponenten in ihrer Wirkung zu kennen und ihr Zusammenspiel analysieren zu können, ist die Basis aller Optimierungen. Zwei Beispiele zeigen die Praxisnähe.

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Als Systemlieferant nutzt Aradex die Leistungselektronik Vectopower als Herzstück, um eine optimale Verbindung und Abstimmung aller Antriebskomponenten zu realisieren.
Als Systemlieferant nutzt Aradex die Leistungselektronik Vectopower als Herzstück, um eine optimale Verbindung und Abstimmung aller Antriebskomponenten zu realisieren.
(Bild: cherezoff)

Betrachtet man die Konfigurationen aus Getrieben, Motoren, Batterien, Leistungselektronik, Betriebsstrategien sowie Fahrzeugen und Topologien, so sind Systemlösungen für konventionelle, hybride und rein elektrische Antriebsstränge vielschichtig kombinierbar. Dabei liegen die Vorteile eines Elektroantriebes für Hybrid- und Elektroautos klar auf der Hand – Drehmoment aus dem Stand, höherer Wirkungsgrad und weniger Emissionen als Verbrennungsmotoren.

Die Herausforderungen beginnen beim realen Einsatz: Wie nutzt man den vorhandenen Bauraum am effektivsten? Überstehen die Antriebskomponenten die raue Umgebung und die kritischen Fahrzustände? Wie realisiert man einen günstigen Elektroantrieb für die Serienproduktion? Welcher E-Antrieb erreicht eine optimale Batteriereichweite?

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Hier beginnt bei Aradex die systemorientierte Antriebsstrangsynthese, die die maximale Effizienz fokussiert, basierend auf die Faktoren Technologie, Leistung und Kosten. Das Know-how zu konventionellen, hybriden und rein elektrischen Antriebssträngen sowie die Entwicklung und Integration innovativer Regelungs- und Leistungselektronik von 50 kW bis 2 MW bringen die Elektromobilität weiter voran. Diese Lösungen zielen auf Qualitäts- und Produktivitätssteigerung bei industriellen und mobilen Applikationen ab – inkl. einer breiten Palette anwendungsspezifisch passender Dienstleistungen wie z.B. Projektierung, Machbarkeitsanalysen, Workshops uvm.

Als Systemlieferant nutzt Aradex die Leistungselektronik Vectopower als Herzstück, um eine optimale Verbindung und Abstimmung aller Antriebskomponenten zu realisieren. Gerade für flexible und skalierbare E-Mobilitätslösungen zählt das gesamtheitliche Systems Engineering, das die diversen Wechselwirkungen im Powertrain berücksichtigt und die Entwicklungszeiten reduziert. Eigene Motoren, Getriebe und Steuerungen komplettieren diese Systemorientierung, die mit ständigen Neuentwicklungen wie dem Motor VM600-18W0400 aktualisiert wird. Ein Motor für den Direktantrieb des Differentials, optimiert auf den Teillastbereich für Traktion. Bei Vectopower ist die entsprechende Elektronik zu finden, die den Mobilitätskonzepten die kreativen Freiräume schafft für Ansteuerung der Maschine, Kommunikation mit der Fahrzeugsteuerung sowie Diagnose des Antriebs.

Vollelektrischer Linienbus Sileo

Elektromobile Antriebssysteme verhelfen zu einem höheren Wirkungsgrad, geringeren Kraftstoffkosten und verbesserter CO2-Bilanz. Bestes Beispiel ist der 2x120 kW-Antrieb des Sileo eBusses, der mit einem Durchschnittsverbrauch von 0,67kWh/km überzeugt und mit fast 300 km Reichweite selbst Berganfahrten mit 22% Steigung nicht scheut. Bis zu 90 Personen werden antriebstechnisch von zwei unabhängig und redundant wirkenden Strängen bewegt, wobei der Clou im Zusammenspiel aller Aggregate begründet liegt – vom Inverter für die Traktion über die Servolenkung bis hin zur Klimaanlage. Regelungstechnische Basistechnologie der Vectopower-Produkte sorgen dafür, dass feldschwächbare Asynchronmotoren auf eine ähnlich hohe Effizienz wie teurere PM-Synchronmotoren kommen. Ein Blick in den „Motorraum“ im Heck offenbart „fast nichts“. Lediglich kleine Zusatzaggregate in Niederspannungs-Drehstromtechnik für die Servolenkung und Druckluft verrichten dort ihren Dienst. Die Batterien des Sileo befinden sich auf dem Dach.

Vollelektrischer Dumper

Mit der schweizer eMining AG elektrifiziert Aradex einen 110t-Muldenkipper, der den gesamten Tag ohne Nachladen rein elektrisch betrieben wird. Mit einer 700 kWh Batterie ausgestattet und angetrieben von einem zentralen Synchronmotor mit max. 1120 kW und einem Nenndrehmoment von 6200 Nm sind zwanzig Berg- und Talfahrten pro Tag ohne zwischenzeitliche Aufladung gewährleistet. Ein Projekt der Superlative, das ohne Zuhilfenahme von Verbrennungsmotoren auskommt. Dieser eDumper nimmt ab Frühjahr 2018 den Dienst in der Zementfabrik der schweizerischen Ciments Vigier SA auf. Bemerkenswert ist hier vor allem, dass der Antriebsstrang so ausgelegt werden konnte, dass das Fahrzeug bei der Talfahrt mehr Energie rekuperiert, als für die Bergfahrt benötigt wird.

Elektromobile Antriebssysteme können nicht nur Traktions- oder Propulsionsantrieben zu einem höheren Wirkungsgrad, geringeren Kraftstoffkosten und verbesserter CO2-Bilanz verhelfen. Ebenso stehen neben der Batterie noch weitere Energiespeicher-Systeme zur Verfügung, die interessante Nutzungsmöglichkeiten liefern – wie z.B. die Brennstoffzelle für einen elektrischen Turbolader. Der Clou höherer Effizienz liegt wie erwähnt in der Kombination von innovativer Leistungselektronik und cleverer systemorientierter Verschaltung.

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