Die Bestrebung, den CO2-Ausstoß von Pkws signifikant zu reduzieren, erfordert die konsequente Nutzung aller technisch sinnvollen Potentiale. Dazu gehört unter anderem die elektrische Hybridisierung des Antriebsstrangs. Ein vielversprechender Ansatz bei Fahrzeugen, deren Verbrennungsmotor eine Fahrzeugachse antreibt, ist ein elektrischer Antrieb der zweiten Achse. Mit dem zusätzlichen elektrischen Achsantrieb lassen sich neben den hybridspezifischen Verbrauchsvorteilen auch die Traktionsvorteile eines Allradantriebs erschließen, wodurch der Kundennutzen erhöht wird. Bei Mild-Hybridkonzepten wird die elektrisch installierte Leistung in der Regel hinsichtlich optimaler Verbrauchseinsparungen gewählt. Je nach Fahrzeugklasse sind dies Leistungen im Bereich von ca. 10 kW bis 30 kW. Um bei elektrischen Achsantrieben mit diesen Leistungen ausreichend hohe Achsmomente generieren zu können, ist eine möglichst hohe Übersetzung zwischen E-Maschine und Achse nötig. Jedoch darf bei Fahrzeughöchstgeschwindigkeit die Grenzdrehzahl der E-Maschine nicht überschritten werden. Um diesen Zielkonflikt zu lösen, gibt es heute Konzepte mit einem Kupplungselement, das die E-Maschine bei höheren Geschwindigkeiten von der Achse entkoppelt und so vor dem Überdrehen schützt. Der hier beschriebene elektrische Achsantrieb mit Torque-Vectoring-Funktion besteht aus einer E-Maschine, einer Achsübersetzung, einem Differential und einer Kupplung. Dabei kann die Achse nicht nur wie die oben genannten Konzepte gleich gerichtete Antriebsmomente an den Rädern für die Hybridfunktionalitäten generieren, sondern mit der selben E-Maschine auch gegensinnige, wodurch eine Torque-Vectoring-Funktion realisierbar ist. Die beiden Betriebsarten sind durch eine Kupplung frei wählbar. Beispielsweise kann im niedrigen Geschwindigkeitsbereich die Hybrid- und Allradfunktionalität genutzt werden, wohingegen im höheren Geschwindigkeitsbereich die Torque-Vectoring-Funktion zu einer Erhöhung von Fahrdynamik und Fahrsicherheit führt.

    The aim to reduce the CO2 emission of cars requires the usage of all technical reasonable methods. One of them is the electric hybridisation of the power train. A promising approach for cars with only one driven axle is an electric drive at the second axle. The lower fuel consumption of hybrid power trains as well as the traction advantages of all-wheel-drives are achievable with those types of axle drives. Therefore the costumer's benefit is increased. For mild-hybrid-concepts the installed electric power is chosen regarding to an ideal reduction of fuel consumption. Depending on the vehicle category the needed installed electric power is in the range of 10 kW to 30 kW. Electric axie drives using common motors with this amount power need a high transmission ratio from the electric machine to the axle to generate adequate drive torque. However the maximum speed of the electric machine shall not be exceeded when reaching the maximum speed of the vehicle. Therefore systems are known using coupling elements to detach the electric axle or rather the electric motor at high speeds. The electric axle drive presented in this paper uses the mentioned power train structure providing a torque-vectoring-functionality in addition. This axle consists of a single electric machine, an axle gear ratio, a differential and a coupling device. The coupling device is used to select between two modes of operation. The hybrid mode generates a drive torque like common axle drives with equal torques at both wheels. The other mode generates torques at the wheels which are directed opposite for a torque-vectoring-functionality. For example the hybrid mode is chosen at low speed whereas all four wheels are driven. The torquevectoring- functionality can be applied at higher speeds in order to increase the driving dynamics as well as the driving safety. Combining planetary gears the electric axle drive is comparable to known concepts of electric axles concerning the design itself and the designed space.


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    Titel :

    Electric axle drive with torque-vectoring-functionality


    Beteiligte:


    Erscheinungsdatum :

    2010


    Format / Umfang :

    17 Seiten, 20 Bilder, 1 Tabelle, 6 Quellen




    Medientyp :

    Aufsatz (Konferenz)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Englisch




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