Mehr Reichweite bei E-Autos durch optimierte Antriebsstränge

20.7.2022 Wie werden Antriebstechniken für elektrische Fahrzeuge effizienter? Daran forschen WissenschaftlerInnen der TU Dresden gemeinsam mit der Industrie.

Größere Batteriekapazitäten sind das eine, doch die Reduzierung des Energieverbrauchs durch energieeffiziente Antriebstränge ist eine weitere wesentliche Maßnahme für höhere Reichweite von Elektrofahrzeugen. Die Ingenieur:innen analysieren im ersten Schritt einzelne Komponenten im elektrischen Antriebsstrang der Fahrzeuge: von der Batterie, dem Wechselrichter und dem Traktionsmotor bis hin zum Getriebe. Da die Wirkungsgrade der einzelnen Bauteile während der Fahrt nicht konstant bleiben, sondern z.B. von Geschwindigkeit und Drehmoment stark beeinflusst werden, kann selbst bei einer alleinigen Fokussierung auf den Einsatz effizientester Komponenten nur wenig Energie eingespart werden.

„Erst wenn wir das Gesamtsystem betrachten und das Zusammenspiel der einzelnen Komponenten in konkreten Fahrzyklen oder Fahrzeuganwendungen analysieren, können wir das Energiemanagement der Antriebe wesentlich verbessern,“ so Dr. Volkmar Müller von der Professur für Elektrische Maschinen und Antriebe der TU Dresden.

Um die bestmögliche Antriebskonfiguration zu ermitteln, werden eine Reihe verschiedener Aspekte betrachtet: Welche Fahrzeugklasse ist es? Soll das Fahrzeug auf Kurz-, Mittel- oder Langstrecken eingesetzt werden? Wo soll es gefahren werden (Deutschland, China, USA)? Die Ingenieur:innen schauen sich weiterhin die für Kunden und Hersteller relevanten Fahrzeugeigenschaften wie Fahrleistung, Reichweite und Kosten an. Eine automatisierte Auswahlsystematik beleuchtet alle Projektierungsfreiheitsgrade unter Nutzung einer umfangreichen Datenbasis der Antriebskomponenten bzw. selbst erarbeiteter generischer Daten. Daraus werden Empfehlungen für die Projektierung der technisch sinnvollen Antriebstränge für verschiedene Anwendungen abgeleitet.

Neben der TU Dresden sind die Industrieunternehmen ZF Friedrichshafen, Magna Powertrain Traiskirchen, KIT/Schaeffler und Porsche beteiligt. Die Projektergebnisse in Form eines Softwaretools werden nach Projektabschluss von den beteiligten Industriepartnern direkt in die Anwendung überführt.