Entwicklung eines dedizierten Schaltungssystems für elektrische Mehrgang-Fahrzeugantriebe

Von:

Daniel Schöneberger

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In der vorliegenden Arbeit wird der Entwicklungsprozess eines dedizierten Schaltungssystems für elektrische Mehrgangfahrzeugantriebe beschrieben. Ziel der Entwicklung ist es, eine attraktive Alternative zu den am Markt befindlichen Schaltungssystemen zu bieten und so die elektrische Mehrgängigkeit von elektrischen Antrieben und die damit verbundenen Emissionsvorteile zu begünstigen. Von Beginn an wird das gesamte Antriebssystem wissenschaftlich betrachtet, um so durch einen maßgeschneiderten Lösungsentwurf die Vorteile der guten Regelbarkeit von elektrischen Maschinen bestmöglich ausnutzen zu können und erhebliche Vereinfachungen und damit einhergehende Kostenreduktionen auf Seiten der Schaltaktorik und Schaltungsmechanik erzielen zu können, ohne Einschränkungen im Fahrkomfort in Kauf nehmen zu müssen. In dieser Arbeit wird gezeigt, wie in mehreren Entwicklungszyklen ein Funktionsmuster des Schaltungssystems entwickelt und an einem eigens dafür entwickelten und aufgebauten Prüfstand erforscht wird. Hierbei werden domänenübergreifend von der Klauenkupplung bis zur übergeordneten Antriebssystemsteuerung, alle Komponenten des Schaltungssystems aufeinander und auf das Antriebssystem selbst abgestimmt. Das entwickelte Funktionsmuster ist so aufgebaut, dass eine weiterführende Validierung in einem Versuchsfahrzeug möglich ist. Ergänzend wird ein Produktionsverfahren vorgestellt, durch welches sich der Stator des Schaltaktors mit hohem Automatisierungsgrad, kosteneffizient produzieren und sich einfach in ein Antriebssystem integrieren lässt. Mit dem in dieser Arbeit entwickelten Schaltungssystem lassen sich mit geringem Integrationsaufwand elektrische Mehrgangfahrzeugantriebe realisieren, die gegenüber eingängigen Antrieben deutliche Effizienzvorteile aufweisen können.