Der Vergleich unterschiedlicher Hybridkonzepte in unterschiedlichen Fahrzeugklassen und unterschiedlichen regionalen Märkten ergaben in Performance und Verbrauch klar erkennbare Vorteile von Parallelhybridsystemen. Auch der Kostenvergleich zeigt Vorteile für Parallelhybridkonzepte. Parallelhybride weisen in den meisten Fällen elektrische Maschinen auf, die in den Antriebsstrang im Einbauraum zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe integriert werden. Hierfür sind spezielle elektrische Maschinen erforderlich. Die für die Integration kritische mechanische Dimension ist die axiale Länge. Der Durchmesser hingegen wird sinnvollerweise an die mechanischen Antriebsstrangkomponenten angepasst. Für triebstrangintegrierte Antriebe werden permanent erregte Synchronmaschinen bevorzugt. Zur Felderregung werden Permanentmagnete aus Neodym-Eisen-Bor verwendet. Die Permanentmagneterregung garantiert beste Leistungswerte bereits ab Leerlaufdrehzahl sowie höchste Kaltstartmomente. Bei ZF Sachs, Schweinfurt stehen für den Einsatz in unterschiedlichen Anwendungen sowie in unterschiedlichen Einbauräumen standardisierte Blechschnitte zur Verfügung, die im Rahmen von Kundenapplikationen entwickelt und erprobt worden sind. Ist bei Anwendungen ein Rückgriff auf diese Blechschnitte nicht möglich, nutzt ZF Sachs den Konzeptansatz elektromagnetisch identischer Teilmaschinen. Die Teilmaschinen entsprechen geometrisch einem Maschinenelement und repräsentieren eine magnetische Polgruppe. Sie werden unter Ausnutzung des verfügbaren Durchmessers entsprechend den geforderten Leistungsdaten zu hochpoligen elektrischen Maschinen zusammengesetzt. Eine weitere wichtige Komponente des Systembaukastens sind die leistungselektronischen Steuerbaugruppen. Die Auslegung der elektrischen Maschinen erfolgt in zwei Schritten. Nachdem im ersten Schritt der Blechschnitt festgelegt worden ist, wird im zweiten Schritt durch die Festlegung der Länge des Blechpakets und des Windungsschemas die elektrische Maschine an die geforderte Leistung, an die Spannungsgrenzen des Bordnetzes bzw. des Energiespeichersystems, an die Phasenstromspezifikation der Leistungselektronik sowie an das geforderte Drehmoment optimal angepasst.
Elektrische Antriebe für Hybridfahrzeuge im Spannungsfeld zwischen Standardisierung und optimaler Applikation
2006
7 Seiten, 6 Bilder
Conference paper
German
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