Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

 
 
 
 
 
 
 
 

Funktionsträger Radnabenantriebe "Editha 3.0"

Getragen durch die OVGU, in Zusammenarbeit mit der ortsansässigen Industrie, haben bisher Forschergruppen zum Gesamtfahrzeug und zum Radnabenmotor zeitnah und simultan die Entwicklung von Gesamtfahrzeugkonzeptionen und die Technologieentwicklung elektrischer Antriebsstrangkomponenten mit und für den Radnabenmotoren vorangetrieben. Die aufgebauten tiefgründigen technologischen Fachkompetenzen werden im vorliegenden Vorhaben in einem Funktionsträger integrativ vereinigt. Vor dem Hintergrund bisher seriennah nicht existierender Radnabenantriebe wird  insbesondere die Prüfbarkeit der Integrationsfähigkeit des vorliegenden Prototyps hinsichtlich steuerungstechnischer Anbindung in das Gesamtfahrzeug, thermischer Einbindung der Radnaben in das Gesamtfahrzeugsystem sowie baugrößenabhängige Integrierbarkeit selbiger in das Fahrzeug erforscht. Deren konstruktive Gestaltung und Auslegung ist zentraler wissenschaftlicher Betrachtungsgegenstand zwecks grundsätzlicher Realisierung eines Fahrzeugantriebs auf der Basis von Radnabenmotoren. An den Arbeiten beteiligt ist ein interdisziplinäres Teams der Lehrstühle Lehrstuhl für Technische Dynamik, Konstruktionstechnik und Mechatronik der Fakultät für Maschinenbau.

Zielsetzung des Vorprojektes "Editha 3.0" war es, ein elektrifiziertes, mit Radnabenmotoren angetriebenes und straßenzugelassenes Fahrzeug auf der Basis vorhandener Fahrzeugkonzepte zu konzipieren und technisch zu realisieren. Um das Entwicklungsrisiko des Projektes zu begrenzen, legte das IAF fest, sich bei dem ersten Funktionsmuster für Radnabenmotoren auf das Fahrzeugkonzept eines Smart 450 zu konzentrieren. Hierbei konnte auf die vorhandene Kompetenzen aufgebaut und verstärkt in Richtung Modularität der Bauteile entwickelt werden. Wichtige Kriterien innerhalb der Konzeption waren: Alleinstellungsmerkmal des Gesamtfahrzeugs, weitestgehend möglich die Verwendung von Standardbauteilen, Realisierung von Plug & Play Lösungen, geringe Kosten und ein geringes Gewicht des elektrischen Antriebsstrangs. Insbesondere das HV-Batteriemodul sollte die größtmögliche Kapazität unter Berücksichtigung der Kriterien: Einfache und „AuS“ gerechte Montage, schnelle und einfache Austauschbarkeit einzelner Batteriezellen sowie Erfüllung der elektrischen Parameter unter den gegebenem Bauraum darstellen.

Die frühe Einbindung der DEKRA e.V. in das Projekt „Editha 3.0“ ermöglichte es, die Rand- und Rahmenbedingungen entsprechend der Paragraphen der Straßenverkehrs-Zulassungs-Ordnung zu definieren und das Gesamtkonzept für die Verwendung von Radnabenmotoren zu erstellen. Hierbei waren insbesondere die fahrwerksseitigen konstruktiven Eingriffe und Veränderungen abzustimmen. Nach einer durchgeführten Datenanalyse der fahrzeugeigenen Systeme erfolgter der Rückbau des verbrennungsmotorischen Komponenten und der Start der Umrüstung durch die Integration der Komponenten des elektrischen Antriebs sowie die Anpassung der Kabelbäume.

Die Funktionsfähigkeit der implementierten Komponenten des elektrischen Antriebs wurde zum einen während der Integration eigenständig für sich getestet, zum anderen im Zusammenspiel mit der vom IAF erarbeiteten Fahrzeugsteuerung. Hierbei wurde ein Stufenplan verfolgt, welcher vorsah, zuerst die Inbetriebnahme des Niedervolt-Systems durchzuführen, anschließend die elektrische Sicherheit des Hochvolt-System zu prüfen und folgend in Betrieb zu nehmen. Die folgenden Arbeiten an Editha 3.0 befassen sich mit der Feinprogrammierung der Fahrzeugsteuerung, so dass sowohl der Fahrbetrieb als auch das Zusammenspiel des elektrischen Antriebs und der fahrzeugeigenen Regelsystemen ermöglicht wird.

Durch die konsequente Anwendung eines modularen Aufbaus bei der Umrüstung konnten die Kernpunkte für die konstruktive Gestaltung und produktionstechnische Umsetzung extrahiert werden. Dabei wurden Bauteile bzw. Baugruppen identifiziert, welche das weitere Forschungspotenzial für eine Komponentenentwicklung widerspiegeln. Gerade bei dem vom IAF fokussierten Konzept der dezentralen Antriebsarchitektur muss die Energie im Fahrzeug dezentral bereitgestellt werden. Für einen modularen Aufbau von Elektrofahrzeugen werden dann vor allem die HV-Steckverbindungssysteme und die HV-Leistungsverteilung essentiell. Der Markt bietet hier wenige skalierbare Standardkomponenten oder diese befinden sich noch im Konzeptstatus, so dass konzeptionell und konstruktiv passende Lösungen durch das Editha-Team entwickelt wurden.

bild2         Abbildung 2: Unteres Batteriemodul geöffnet

bild3          Abbildung 3: Eingepasste Batteriemodule

bild4         Abbildung 4: Mechanische Einpassung der Antriebskomponenten

bild6         Abbildung 5: Fertiges mechanischen Funktionsmuster

Die Ergebnisse der Arbeiten im Rahmen des Vorprojekts „Editha 3.0“ fließen in die Konzeption des folgenden automobilen Funktionsmuster innerhalb des Verbundprojektes CoMo III ein. Die Grundlegende Systemarchitektur von „Editha 3.0“ und der Überblick über die zur Verfügung stehenden Komponenten kann durch eine Adaption auf weitere Fahrzeugkonzepte übertragen werden.

Letzte Änderung: 25.08.2016 - Ansprechpartner: Webmaster
 
 
 
 
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