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Schaeffler

eDifferenzial zur Fahrdynamikregelung

18. Mai 2012, 11:32 Uhr | Iris Stroh

Das Konzept-Elektrofahrzeug ACTIVeDRIVE von Schaeffler kommt dank der an Vorder- und Hinterachse montierten Elektrodifferenzial „eDifferenzial“ auf insgesamt 210 kW/286 PS und Allradantrieb. Dank des Leistungs- und Traktionsvermögens beschleunigt die 1.900 kg wiegende Testplattform in 8,5 s aus dem Stand auf 100 km/h.

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„Der ACTIVeDRIVE ist ein Versuchsträger, Technologie-Demonstrator und fahrendes Labor“, erklärt Prof. Peter Gutzmer, Mitglied des Vorstands Forschung & Entwicklung von Schaeffler. Zu den mit dem ACTIVeDRIVE gezeigten Innovationen gehören ferner eine integrierte elektromechanische Parksperre, eine neue Zwangsschmierung des Getriebes ohne Ölpumpe, in Blech gefertigte Planetenträger und verschiedene hochdrehende, reibungsoptimierte Lagerlösungen. Die elektronische Regelung stammt von AFT und damit ebenfalls aus dem Hause Schaeffler.

Doch die wirkliche Besonderheit des Schaeffler-ACTIVeDRIVE ist das Elektrodifferenzial, das sowohl an Vorder- wie auch Hinterachse montiert ist. Dieses Bauteil vereint den elektrischen Antrieb mit der Möglichkeit einer radselektiv steuerbaren Antriebsleistung. Dadurch wird ein sowohl für die Dynamik und Sicherheit als auch den Komfort zuträgliches Torque Vectoring (Drehmomentverteilung zwischen dem rechten und linken Rad) ermöglicht. „Das eDifferenzial ermöglicht Eingriffe in die Fahrdynamik durch gezielte Kraftzuführung anstelle, wie bislang vom ESP gewohnt, mittels Bremseingriff und somit Energieentnahme. Das aktive Elektrodifferenzial verbessert die Kraftübertragung beim Fahren auf Untergründen mit unterschiedlichen Reibwerten signifikant. Auch unterstützt es die Lenkung und wirkt sich deutlich positiv auf Fahrdynamik, Sicherheit und Fahrkomfort aus. Der Einsatz von zwei eDifferenzialen ermöglicht zudem eine Längsverteilung der Antriebsmomente“, erklärt Prof. Peter Gutzmer. Die Möglichkeit der aktiven Verteilung der Antriebsmomente macht das eDifferenzial zu einer idealen Plattform für eine innovative Fahrdynamikregelung.

Das eDifferenzial integriert zwei unterschiedlich dimensionierte wassergekühlte Permanentmagnet-Synchronmaschinen (PMSM), ein Planetengetriebe, ein Getriebe zur aktiven Drehmomentverteilung sowie – als zentrales Element – ein Schaeffler-Leichtbaudifferenzial. Die elektrischen Maschinen stammen von der Schaeffler-Marke IDAM. Die größere, bis zu 105 kW leistende und 170 Nm starke PMSM, ist für den Antrieb zuständig. Die zweite, die Drehmomentverteilung regelnde PMSM, muss lediglich 5 kW Leistung aufbringen, um bis zu 2.000 Nm Drehmomentdifferenz auf der Achse zu erzeugen.

Durch die Verwendung zweier aktiver Elektrodifferenziale verfügt das Konzeptfahrzeug insgesamt über eine Leistung von bis zu 210 kW und Allradantrieb. Als Energiespeicher fungieren im Kardantunnel und vor der Hinterachse untergebrachte Li-Ion-Batterien mit einer Kapazität von 18 kWh. Bei Tempo 150 wird das Fahrzeug elektronisch abgeregelt.

Das Schaeffler-Antriebssystem ist damit für moderne Hybridfahrzeuge geeignet, bei denen beispielsweise eine dementsprechende Antriebslösung an der Hinterachse den die Vorderräder antreibenden verbrennungsmotorischen Antriebsstrang ergänzt. Damit vergrößert sich die Leistungsfähigkeit von Hybridfahrzeugen – zum elektrischen Anfahren und Zuschalten („Boosten“) kommt eine effiziente, zuschaltbare Allradlösung.