Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF
Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

Effizient und funktional: Luftgekühlte Antriebseinheit

Im Rahmen der Fraunhofer Systemforschung Elektromobilität (FSEM II) erarbeiten gemeinschaftlich seit 2013 16 Fraunhofer Institute Lösungswege zur elektromobilen Zukunft von morgen.

Innerhalb des Clusters „Antriebsstrang / Fahrwerk“ arbeitet das Fraunhofer LBF zusammen mit dem Fraunhofer IISB und dem Fraunhofer IFAM an einer luftgekühlten elektrischen Antriebseinheit. Diese besteht aus einem:

  • luftgekühlten Radnabenmotor
  • luftgekühltem Antriebsumrichter
  • Multi-Level-DCDC-Wandler
  • adaptiver Fahrwerksdämpfer
  • Optimierten Felge zur Kuhlluftunterstützung

Die Arbeiten des Fraunhofer LBF beinhalten den adaptiven Fahrwerksdämpfer, die optimierte Felge zur Kühlluftunterstützung und ein Konzept zur Prüfung der elektrifizierten Achse.

Kühlluftoptimierte Felge

Um den Luftstrom und die damit verbundene erzwungene Konvektion radseitig zu verbessern, wurde untersucht, welchen Einfluss das Radscheibendesign darauf hat. Es wurden mehr als 20 Designvarianten und deren Einfluss auf den Luftdurchfluss betrachtet.
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Adaptiver Fahrwerksdämpfer

Zur Reduzierung des Einflusses der erhöhten reifengefederten Massen und für höchsten Fahrkomfort wurde ein energieeffizienter magnetorheologischer Dämpfer entwickelt. Magnetorheologische Flüssigkeiten (MRF) sind Suspensionen aus einer Trägerflüssigkeit und ferromagnetischen Partikeln. Unter Einfluss eines Magnetfeldes bilden sich Festkörperbrücken, die zu einer Erhöhung der übertragbaren Schubspannung führen und somit das Verhalten des Dämpfers ändern.
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Prüfkonzept für effizientere Betriebsfestigkeitserprobung

Durch dynamische Kräfte beanspruchte Teilsysteme im Automobil, z.B. Fahrwerksbaugruppen, müssen auf dem Prüfstand auf ihre Betriebsfestigkeit hin untersucht werden, bevor sie ins Fahrzeug kommen. Bei den in diesem Bereich üblichen mehrkanaligen servohydraulischen Prüfständen ergibt sich vor Beginn der eigentlichen Prüfung oft ein erheblicher Aufwand bei der Bestimmung der Ansteuerungssignale - "Drive-Files" - für den Prüfstand, mit denen sich die am Rad im Betrieb tatsächlich gemessenen Kräfte und Momente reproduzieren lassen.
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