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Elektrifizierte Achse mit Radnabenmotor
Fraunhofer LBF

Elektrifizierte Achse mit Radnabenmotor

Auf der 66. Internationalen Automobil-Ausstellung IAA in Frankfurt am Main ist das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF nach eigenen Angaben mit einer elektromobilen Innovation vertreten:

einem neuartigen luftgekühlten elektrifizierten Antriebsstrang mit adaptivem Fahrwerksdämpfer. Die Neuentwicklung besteht aus einem luftgekühlten Radnabenmotor, einem luftgekühlten Antriebsumrichter, einem Multi-Level-DCDC-Wandler sowie einem adaptiven Fahrwerksdämpfer und einer Felge zur Kühlluftunterstützung. 

Die kühlluftoptimierte Felge ist das Ergebnis einer Untersuchung des Einflusses des Radscheibendesigns, um den Luftstrom und die damit einhergehende erzwungene Konvektion am Rad zu optimieren. Neben dem Kühleffekt und der besseren Durchströmung waren auch das Ergebnis der numerischen Betriebsfestigkeitsberechnung und das mögliche Gewicht entscheidende Kriterien. Windkanal-Tests ergaben einen deutlichen Einfluss des Raddesigns auf das Abkühlverhalten - als vorteilhaft erwies sich ein Design mit Propeller-Speichen. Auf Grundlage dieser Ergebnisse designten und bauten die LBF-Wissenschaftler eine 20 Zoll-Leichtbau-Felge, die sich auch für den Einsatz von Radnabenmotoren eignet. Die 11,3 Kilogramm schwere Felge soll nach LBF-Angaben die Kühlluftführung um fünf Prozent verbessern.

 

Adaptiver Fahrwerksdämpfer für mehr Fahrkomfort

 

Zudem hat das Fraunhofer LBF einen magnetorheologischen Dämpfer mit einer neuartigen, energieeffizienten Magnetfeldführung entwickelt, um den Einfluss der erhöhten reifengefederten Massen zu reduzieren bzw. den Fahrkomfort zu erhöhen. Magnetorheologische Flüssigkeiten (MRF) sind Suspensionen aus einer Trägerflüssigkeit und ferromagnetischen Partikeln. Unter dem Einfluss eines Magnetfeldes bilden sich dabei sog. Festkörperbrücken, die zu einer Erhöhung der übertragbaren Schubspannung führen. Diesen Effekt nutzt der hybride magnetorheologische Dämpfer, um die Dämpferhärte in einem Fahrzeug anzupassen: je stärker das Magnetfeld desto höher die Dämpfungskraft. Der Permanentmagnet lasse sich auch verstellen, wenn beim Elektroauto die Dämpferhärte langfristig angepasst werden soll. Für spontane Wechsel könne der Spulenstrom geändert werden.

Das LBF-Institut präsentiert auf der IAA vom 15.-18. September seinen innovativen luftgekühlten, elektrifizierten Antriebsstrang am Stand D33 in Halle 4.1 anhand eines Achsdemonstrators.

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