Team Powertrain

Das Team Antriebsstrang bringt die Energie auf die Straße, die in der Batterie gespeichert ist. Um das mit einem besonders hohen Wirkungsgrad zu machen, wird das Konzept der 'feldorientierten Regelung' für eine permanent erregte Synchronmaschine angewandt. Das erlaubt einen besonders guten Wirkungsgrad des Motors und zudem kann das Drehmoment unabhängig von der Drehzahl gestellt werden. Das bedeutet, dass schon im Stand die volle Kraft auf den Rädern ist.

Mechanisch wird die Leistung des Motors mit einem Kettentrieb auf die Antriebswelle übertragen und dabei die Drehzahl angepasst. Über Antriebswellen werden dann die Räder angetrieben. Das Konzept erlaubt auch die Ruckspeisung von Energie beim Bremsen.

Da für jedes der beiden Hinterräder ein eigener Motor mit Regelung verwendet wird, ist kein Differenzial nötig. Außerdem können verschiedene Drehmomente gefahren werden. Das erlaubt die Drehung des Wagens um seine Hochachse in einer Kurvenfahrt aktiv zu unterstützen. Dazu wird mit dem äußeren Rad mehr beschleunigt als mit dem Inneren. Das Konzept nennt sich 'Torque Vectoring' und soll die Wendigkeit des Wagens steigern.

Als wichtiger Bestandteil eines Elektrofahrzeugs wir der Antriebsstrang seinen Beitrag zum hoffentlich guten Abschneiden auf den Events liefern.

Motor

Als Antriebsmotoren für den Rennwagen wird an jedem der beiden Hinterräder jeweils ein permanent erregter Scheibenläufermotor verbaut. Diese wartungsfreien Motoren sind unter dem Gesichtspunkt des optimalen Leistungsgewichts und der guten Fertigungsökonomie entwickelt worden. Die Scheibenbauform führt zu einer geringen Längenabmessung, was für unsere Bauraumvorgaben optimal ist. Der Wirkungsgrad spielt gerade in Elektrofahrzeugen wegen der begrenzten Batteriekapazität eine herausragende Rolle. Hier liegen unsere Motoren mit Werten bis zu 95 % auf einem hohen Niveau.

 

 

Die Regelung der Motoren– e²f Control

Efficient Energy Flow Control System

Ziel unseres Rennwagens ist es mit möglichst geringen Energieverbrauch möglichst schnell den Endurance-Contest zu schaffen. Zudem soll dem Fahrer ein zuverlässiges und berechenbares Assistenzsytem zur Verfügung stehen. Das Aufteilen des Energieflusses von der Batterie in die angetriebenen Räder und beim Bremsen von den Rädern zurück in die Batterie steuert unser e2f Kontrollsystem.

Aufgaben des e2f Kontrollsystems:

  • Realisierung eines virtuellen Differenzials in den Kurven (sogenanntes Torque Vectoring)
  • Fahrzeugstabilisierung durch Schlupfregelung beim Geradeausfahren
  • Über- und Untersteuern wird durch das System vermindert
  • Aktives ESP beim Beschleunigen und Bremsen kann durch gezieltes Verteilen von positiven und negativen Momenten realisiert werden
  • Optimierung des Energieflusses

Technische Umsetzung:

  • Sensorik erfasst den Fahrzeugzustand und das Verhalten des Fahrers
  • Die Leistungsstarke Elektronik verarbeitet die Sensordaten und berechnet daraus eine Ist und Sollbewegung des Fahrzeugs
  • Bei einer Abweichung wird diese durch eine Korrektur der Antriebsmomente ausgeglichen

Funktionale Sicherheit:

  • Die für die Funktion wichtige Sensorik ist redundant ausgeführt, und zusätzlich wird Kabelbruch erkannt.
  • Der Regelung liegt ein Modell zu Grunde, dass durch eine einfache aber sichere Funktion überwacht wird und den Momentvorgaben Sicherheitsgrenzen stellt. So kann ein ungewünschtes Verhalten des Fahrzeugs ausgeschlossen werden.
  • Die Übertragung der Momente an die Motorsteuergeräte erfolgt durch ein eigenes, gegen Fehler resistentes, Busprotokoll.

Mechanischer Antriebsstrang

Ein Highlight des Konzeptes sind besonders einfach zu fertigende Teile, die dennoch eine gute Bauraumnutzung erlauben. Ferner bieten diese besondere Funktionalität: Ein integrierter exzentrischer Kettenspanner und die Möglichkeit die komplette Einheit zu verschieben. Dies ermöglicht eine einfaches Anpassen der verschiedenen Übersetzungen. Viele Teile sind multifunktional ausgelegt, so ist z.B. der Kettenschutz nicht nur ein sicherheitsrelevantes Teil, sondern auch ein wichtiges tragendes Teil des Antriebsstrang ist.


Continental AG Infineon