2-Gang Getriebe für E-Antriebe ohne mechanische Synchronisierung und Kupplung

Autoren

C. Kneissl BSc, Univ.-Prof. Dr. P. Fischer, Technische Universität Graz; Dr. J. Schmid, Ing. P. Stögmüller, Dr.-Ing. H. Bauhoffer, Oberaigner Powertrain GmbH, Nebelberg: 

Jahr

2021

Druckinfo

Eigenproduktion ÖVK

Zusammenfassung

Getriebe für elektrische Fahrzeuge und Achsen haben meist eine konstante Gangstufe und sind nicht schaltbar. Diese kostengünstigen, bauraumoptimierten Getriebe nutzen das breite Drehzahlband von E-Maschinen. In vielen Fällen ist es notwendig die Geschwindigkeit und die Steigfähigkeit des Fahrzeugs zu erweitern. Dies kann z.B. mit zusätzlichen elektrischen Achsen, die bei höheren Geschwindigkeiten „abgeworfen“ werden oder auch mit weiteren Gangstufen realisiert werden. Mit zusätzlichen Gängen können Offroad- oder Nutz-Fahrzeuge mit entsprechenden Anforderungen an Zugkraft, Steigfähigkeit und Höchstgeschwindigkeit realisiert werden. Gleichzeitig kann damit auch der Gesamtwirkungsgrad optimiert werden indem E-Antriebe in Betriebspunkten mit besseren Wirkungsgraden betrieben werden. Damit können Reichweiten erhöht oder Batteriekapazitäten und E-Motorgrößen reduziert werden. Dem gegenüber stehen zusätzliche Radsätze für weitere Gänge, Synchroneinrichtung, Kupplung, Schalteinrichtung und eine komplexe Schaltlogik. In diesem Beitrag werden Vor- und Nachteile von Eingang- und Zweiganggetrieben für Elektroantriebe diskutiert und das von der Oberaigner Powertrain GmbH entwickelte kosten- und bauraumoptimierte zwei-Gang Getriebe für Nutzfahrzeuge vorgestellt. Außerdem werden Testergebnisse gezeigt, die am Funktionsprüfstand am Institut für Fahrzeugtechnik, TU Graz (FTG) aufgenommen wurden. Anstelle einer mechanischen Kupplung und Synchronisiereinheit wird zur Kosten-, Gewichts- und Gehäuseoptimierung eine Klauenkupplung eingesetzt. Die Synchronisation der Gänge erfolgt durch eine hochdynamische Ansteuerung des Elektromotors in Kombination mit dem Getriebeaktuator. Für ein optimales Verhalten erkennt die Schaltlogik die Überlappung der Kupplungszähne und gibt den Zeitpunkt für einen stoß- und ratsch-freien Schaltvorgang vor.

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