Entwicklung, Darstellung und Erprobung einer kostenbewussten und optimierten Antriebskombination für den individuellen Fahrbetrieb

Um die Mobilität unserer Gesellschaft möglichst umweltverträglich weiterzuentwickeln, fördert das Land Nordrhein-Westfalen gemeinsam mit den Niederlanden die Entwicklung, Darstellung und Erprobung eines innovativen, effizienten, kostengünstigen und kompakten Hybridantriebs mit elektrischem Zweiachsantriebsstrang durch ein Forschungskonsortium aus einem deutschen und einem niederländischen Unternehmen sowie der TH Köln. Aus Nordrhein-Westfalen beteiligt sich an dem Projekt die Firma Meta Motoren- und Energie-Technik GmbH, die für die Entwicklung eines hocheffizienten Verbrennungsmotors als Range Extender zuständig ist. Die Firma Centre for Concepts in Mechatronics aus den Niederlanden ist für die Entwicklung einer doppelt rotierenden, elektrischen Maschine verantwortlich. Das Institut für Automatisierungstechnik der TH Köln übernimmt als Konsortialführer die simulationsbasierte Systemauslegung, die Energiemanagementsystementwicklung sowie den demonstrativen Fahrzeugaufbau.

Das erklärte Ziel des Projektes ist es, eine energetisch hocheffiziente und zugleich kostengünstige elektrische Antriebstopologie für einen PKW zu entwerfen und aufzubauen, die allradangetrieben, innerstädtisch rein elektrisch (Plug-in) und außerstädtisch mit einem effektiven Range Extender betrieben werden kann. Dafür wird die Hinterachse des Fahrzeugs elektrisch angetrieben, während der Verbrennungsmotor als Range Extender über eine doppelt rotierende, elektrische Maschine an das Vorderachsdifferenzial angebunden ist. Durch die doppelt rotierende, elektrische Maschine wird der Verbrennungsmotor vom Vorderachsdifferenzial mechanisch entkoppelt, sodass dieser in seinem effizientesten Arbeitsbereich betrieben werden kann. Die Regelung des vom Fahrer gewünschten Traktionsdrehmomentes erfolgt über die elektrische Hinterachsmaschine. Bei abgestelltem Verbrennungsmotor wird durch das Feststellen der Kurbelwelle ein lokal emissionsfreier, elektrischer Allradantrieb realisiert. Dieser neuartige Antriebsstrang mit der durch die doppelt rotierende E-Maschine ermöglichten Verknüpfung von E-Antrieb und punktoptimiertem
Range Extender erlaubt durch seinen Aufbau eine verglichen mit konventionellen Antriebsformen erhebliche Steigerung der Energieeffektivität des Gesamtantriebes. Zudem wird mit diesem Antriebsstrang ein kostengünstiger Allradantrieb realisiert.