Ziel dieser Arbeit ist die Analyse des Einflusses vom Getriebe auf den Energieverbrauch von Elektrofahrzeugen. Hierfür werden mit einem entwickelten kennfeldbasierten Simulationsmodell die Verluste unterschiedlicher Getriebekonzepte berechnet und ein Konzeptvergleich durchgeführt. Es werden zwei verschiedene Zweiganggetriebe mit einem Einganggetriebe verglichen und der Einfluss in einem gesetzlichen Zyklus sowie einem 3F-Kundenzyklus untersucht. Auf Basis der mathematischen Beschreibung der Getriebekonzepte sowie der Übersetzungen erfolgt eine automatisierte Getriebedimensionierung zur Bestimmung geeigneter Getriebekomponenten. Die Auswahl der verwendeten Komponenten findet automatisiert statt und greift dabei auf eine umfangreiche Datenbank zurück, in der Verlustkennfelder der einzelnen Getriebekomponenten gespeichert sind. Das ermöglicht die Integration der Getriebeverlustkennfelder in Gesamtfahrzeugsimulationen. In dieser Arbeit werden zum einen eine Rückwärtssimulation und zum anderen eine Vorwärtssimulation verwendet, um die Effizienz der unterschiedlichen Antriebsstränge zu bewerten. Der Unterschied zwischen diesen Gesamtfahrzeugsimulationen findet ebenso Betrachtung. Beim Elektrofahrzeug fließt im Gegensatz zu verbrennungsmotorischen Fahrzeugen nicht nur beim Antreiben Leistung durch das Getriebe, sondern auch bei der Rekuperation. Somit ist die detaillierte Betrachtung der Getriebeverluste von großer Bedeutung. Über die Einbindung von detaillierten Getriebeverlustkennfeldern ist es möglich, die Gesamtfahrzeugsimulationen zu optimieren. Mit dieser Toolkette können die unterschiedlichen Getriebe für verschiedene Fahrzeuge untersucht werden und die Getriebeverluste, die Wirkungsgrade der Elektromaschinen und die Gesamtenergieverbräuche im Detail analysiert werden.
Aktualisiert: 2023-03-10
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Es wird eine erweiterte Methode zur Berechnung lastabhängiger Verluste von Stirnradverzahnungen vorgestellt, die anhand experimenteller Untersuchungen von Prüfverzahnungen bewertet und validiert wird.
Der Fokus liegt dabei auf dem Einfluss der Verzahnungshauptgeometrie und dem Einfluss von Flankenkorrekturen, die gezielt ausgelegt und variiert werden, um eine umfangreiche Basis mit Praxisbezug für die Weiterentwicklung bestehender Berechnungsansätze darzustellen. Die Berechnungsmethode unterscheidet dabei geometrische und tribologische Einflüsse. Der Einfluss der Verzahnungsgeometrie wird anhand des Zahnverlustfaktors beschrieben, der in unterschiedlichen Detaillierungsgraden untersucht und ausgewertet wird. Die tribologischen Einflüsse werden anhand der mittleren Verzahnungsreibungszahl berücksichtigt, die als zentrale Größe zur Validierung der Ergebnisse verwendet wird. Bei der Auswertung der Messdaten zur mittleren Verzahnungsreibungszahl haben die lastabhängigen Lagerverluste einen hohen Einfluss und werden daher in separaten Messungen gezielt untersucht und berücksichtigt. Zusätzlich werden die Treibrichtung und die Überdeckungsänderung unter Last der Verzahnung als weitere, bislang unberücksichtigte Einflüsse untersucht und in dem erweiterten Berechnungsansatz berücksichtigt.
Aktualisiert: 2021-12-30
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Der Energieverbrauch heutiger Straßenbahnfahrzeuge lässt sich durch gezielte Verwendung energieoptimaler Technologien um ca. 20-40% senken. Die Dissertation zeigt mit Hilfe von Langzeitmessdaten aus dem Projekt „Messstraßenbahn Dresden“ auf, wo diese Potentiale schlummern. Der Hauptfokus liegt dabei auf der Untersuchung unter-schiedlicher Antriebsstrangkonzepte und der daraus resultierenden Fahrwiderstände, analysiert werden aber auch die Optimierung der Fahrgastraumheizung, eine intelligente Steuerung der Nebenverbraucher sowie der Einsatz elektrischer Energiespeicher.
Aktualisiert: 2021-03-31
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Der Energieverbrauch heutiger Straßenbahnfahrzeuge lässt sich durch gezielte Verwendung energieoptimaler Technologien um ca. 20-40% senken. Die Dissertation zeigt mit Hilfe von Langzeitmessdaten aus dem Projekt „Messstraßenbahn Dresden“ auf, wo diese Potentiale schlummern. Der Hauptfokus liegt dabei auf der Untersuchung unter-schiedlicher Antriebsstrangkonzepte und der daraus resultierenden Fahrwiderstände, analysiert werden aber auch die Optimierung der Fahrgastraumheizung, eine intelligente Steuerung der Nebenverbraucher sowie der Einsatz elektrischer Energiespeicher.
Aktualisiert: 2022-10-06
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