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Hybrid-Konzept für Multifunktionsfahrzeuge

Hybrid-Konzept für Multifunktionsfahrzeuge

Die Groschopp AG produziert seit mehr als 70 Jahren kundenspezifische elektrische Antriebe. Im Rahmen des Entwicklungskonsortiums Muffel+ hat das Unternehmen gemeinsam mit Partnern eine kompakte, skalierbare elektrische Antriebsplattform für dieselbetriebene Multifunktionsfahrzeuge entwickelt.

„Noch immer ist der Fahrzeugmarkt von Verbrennungsmotoren dominiert. Dies betrifft vor allem den Bereich der Nutzfahrzeuge im städtischen Bereich“, berichtet Alexander Klupp, Leiter Konstruktion bei Groschopp. „Genau hier sehen wir die Chance, einen zukünftigen Wachstumsmarkt durch frühzeitige Investitionen in Forschung und Entwicklung zu erschießen.“ Für Muffel+ hat Groschopp gemeinsam mit der Hochschule Düsseldorf einen Elektromotor entwickelt. Damit sollen dieselhydraulische Antriebe von Multifunktionsfahrzeugen zukünftig nicht nur umweltfreundlicher, sondern auch leiser und wirtschaftlicher werden. Das flexible Antriebskonzept ist auf verschiedene Leistungs- und Anwendungsbereiche skalierbar. Vordergründig soll rein elektrisch gefahren werden, bei besonderer Beanspruchung oder zum Speisen der Batterie kann das Dieselaggregat werden. Zukünftig ist ein rein elektrischer Betrieb mit Brennstoffzellen geplant.

Für den Bau eines Fahrdemonstrators wurden verschiedene Motorkonzepte hinsichtlich ihres Wirkungsgrads, ihrer Drehmomentdichte, Überlastfähigkeit, Regelbarkeit und der Produktionskosten bewertet. Die Synchronreluktanzmotoren (SynRM) bzw. die permanentmagnetunterstützten Synchronreluktanzmotoren (PMaSynRM) mit Ferritmagneten schnitten am besten ab. Durch ihren hohen Wirkungsgrad können Verluste reduziert und die Reichweite des Fahrzeugs erhöht werden. Außerdem bieten sie eine kostengünstige Produktion.

Durch den begrenzten Bauraum im Fahrzeug ist der Motor in einem speziell geformten, doppelwandigen Gehäuse mit Wasserkühlung untergebracht. Störkonturen erforderten einen nach innen geformten Wickelkopf am Ständer – hohe Temperaturen Isolierstoffe bis Klasse N (200°C). Um Kosten zu sparen, wurde ein 4-poliger Blechschnitt, Außendurchmesser von 200 mm, mit eingezogener Wicklung verwendet. Bei der Auslegung des Blechschnitts für den Läufer musste ein Kompromiss zwischen den Anforderungen eines optimalen elektromagnetischen Kreises und der mechanischen Festigkeit gefunden werden. Die eingebrachten Ferritmagnete reduzieren die Verluste des Motors um bis zu 30%.

Insgesamt erforderte Muffel+ das Wissen und die Erfahrungen eines interdisziplinären Projektteams – der Max Holder GmbH, der Nantis GmbH, der REFU Elektronik GmbH, der Groschopp AG sowie der Hochschule Aalen, der Hochschule Düsseldorf und der Universität Stuttgart. Dank der guten Zusammenarbeit aller Projektpartner konnte das Vorhaben erfolgreich umgesetzt werden.

Quelle: Groschopp

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