Im vorliegenden Beitrag werden Antriebskonfigurationen für Hybridantriebe wie folgt eingeteilt: - Hybridantriebe unter Einsatz klassischer Fahrzeuggetriebe; - Hybridantriebe unter Verwendung leistungsverzweigter Getriebe; - Hybridantriebe ohne mechanische Getriebe. Zunächst wird auf die elektrische Antriebskonfigurationen für Automatikgetriebe und CVT ohne Drehmomentwandler eingegangen. Hier gibt es im Wesentlichen zwei Entwicklungsrichtungen, um die Wandlerfunktion sowie die Hybridfunktionalität darzustellen: Nasslaufkupplung mit Elektroantrieb und Planetengetriebe mit Elektroantrieb. Bei der Antriebskonfiguration unter Verwendung leistungsverzweigter Getriebe sind hauptsächlich das so genannte Two-Mode-Konzept sowie das Toyota-Prius-Konzept zu unterscheiden. Beide Varianten verzichteten völlig auf herkömmliche Fahrzeuggetriebe. Anstelle eines Anfahrelementes und eines Fahrzeuggetriebes wird eine Kombination zweier Elektroantriebe mit einem oder mehreren Planetengetriebe gewählt. Elektrische Antriebskonfiguration ohne Einsatz mechanischer Getriebe sind seit längerem bekannt und finden ihre Anwendung bei dem so genannten 'Seriellen Hybrid'. Diese Art von stufenlosem Getriebe ist jedoch nicht weit verbreitet. Neuere Entwicklungen zeigen aber einen anderen Weg auf, der viel versprechend ist: die elektrische Antriebskonfiguration in Kaskadenstruktur. Mit dieser Struktur kann die volle Funktionalität für ein 'Full-Hybrid-Fahrzeug' aufgezeigt werden. Bei den elektrischen Antriebssystemen selber ist zu beachten, dass die Größe einer elektrischen Maschine vom Drehmoment bestimmt wird. Deshalb sollte versucht werden, in Antriebskonfigurationen und speziell in solchen mit Leistungsverzweigung eine möglichst große Getriebeübersetzung und damit eine hohe Drehzahl der elektrischen Maschine zu wählen, um die Abmessungen der Maschine und damit die Kosten niedrig zu halten. Für Anwendungen mit hohen Drehzahlen und Innenläufer-Maschinen kommen nur die Permanentmagnet-erregte Synchronmaschine (PSM) oder die Asynchronmaschine (ASM) in Betracht.
In this contribution, the hybrid drives are sorted as follows: - Hybrid drives by using classical car transmissions; - Hybrid drives by using power split transmissions; - Hybrid drives without mechanical transmissions. In this paper only newest drive configurations are considered. For example, solutions without torque converter in connection to an automatic transmission or CVT are counted to new drive configurations. Further, solutions consisting of a combination of electric machines and one or two planetary gear sets are considered too. This new kind of drive configurations are considered by means of the torque schematic including the power flow. Also newest developments are considered which contain a special electrical drive structure without any mechanical transmission. At the end of the paper some general designing guides concerning the electrical machines are given.
Neue elektrische Antriebskonfigurationen für Hybridfahrzeuge
New electrical drive configurations for hybrid vehicles
2005
19 Seiten, 21 Bilder, 11 Quellen
Conference paper
German
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