editha mehr als ein elektrisches Antriebskonzept Wie alles begann: Vorlesung: Technisches Innovationsmanagement

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Renate Keller
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1 editha mehr als ein elektrisches Antriebskonzept gekaufter Smart im Originalzustand Folierte editha nach der Umrüstung Wie alles begann: Vorlesung: Technisches Innovationsmanagement

2 Referent: Dipl.-Ing. Gerd Wagenhaus Oberingenieur IAF Persönliche Motivation im Projekt Welche Auswirkungen hat ein Elektroantrieb auf die Automobil-Produktionssysteme der Zukunft? Co-Referent: Dipl.-Ing. Martin Schünemann wissenschaftlicher Mitarbeiter IMS Persönliche Motivation im Projekt Wie verhält sich ein Elektromobil mit verzweigtem Antriebsstrang im öffentlichen Straßenverkehr? Persönliche Vorstellung der Referenten

Elektroantrieb auf die Automobil-Produktionssysteme der Zukunft?

3 Start der WAVE 2011 in Paris Vorarbeiten zum editha-projekt

4 Projektteam, externe Partner: Aufgabenverteilung

5 Start: Im Plan: Ende der Arbeiten des Uniteams: Projektende mit Straßenzulassung Projektplan

6 Entwicklungsvorgaben: teamintern

7 Welche Entwicklungsvorgaben wurden realisiert?

8 Beschaffung CAD-Daten Bauraumanalyse, Grobkonstruktion Laserscanning Technologie Entwicklung 3D-CAD-Modell Unterboden-Baugruppe Laserscanning Smart Karosserie Generierung 3D-CAD-Modell Re-Engineering Basisfahrzeug CAD Daten

Unterboden-Baugruppe Laserscanning Smart Karosserie

9 Asynchron Synchron Nicht weiterverfolgt: zu schwer, Bauraum, 1 Motor 2 Motoren Differential + Getriebe Wichtung 1,4 Differential Wichtung 2,2 Radnabenmotor Wichtung 2,7 radnaher Motor Anordnungsvarianten Differential überprüfen Direkt, kurze Welle Wichtung 2,45 mit Planetengetriebe Wichtung 1,8 zu schwer, Bauraum!!! Selbstbau unrealistisch Komplettkauf Lieferant 1-2, wollen/ können nicht?? Lieferant 1..n derzeit unrealistisch alles Prototypen Keine Ergebnisse: zu schwer, zu teuer, nicht mehr angeboten Drehmoment Drehzahl unrealitisch Motor verfügbar Nur ein Lieferant Getriebe verfügbar mehrere Lieferanten Originalgetriebe Realisierungsvariante Konzeption Antriebsstrang

!! Selbstbau unrealistisch Komplettkauf Lieferant 1-

10 Spektrum an Motoren durch Getriebe vermeintlich erhöht ABER: Angebote nur von wenigen einsatztauglichen Motoren geprägt Prototypen bilden erhöhtes Entwicklungsrisiko Bsp. 1 Bsp. 2 Bsp V 85 Nm; 4200 U/min 37 kw 53 kg 135 V 203 Nm; 1100 U/min 23,4 kw 84V 32,5Nm; 3000 U/min 20kW 11 kg Anpassung auf 160 V + Transaxiales Getriebe: 1-2 Wochen Lieferzeit Kosten: Euro -> zu teuer Gewünschte Parameter geliefert, angefragt, keine Reaktion FAVORIT Lieferbar Kosten pro Motor: 1000 Euro Controller: 600 Euro Auswahl Motor

3 360 V 85 Nm; 4200 U/min 37 kw 53 kg 135 V 203 Nm; 1100 U/min 23,4 kw 84V 32,5Nm; 3000 U/min 20kW 11 kg Anpassung auf 160 V +

11 F=3000N Konstruktion und Berechnung 140 mm Hinterachse Smart fluchtende Kraftübertragung Konstruktive Endgestaltung Entwicklungstand 10/2011 Realisierung Detaillösung Eingebauter E-Antrieb Antriebskonzept

Konstruktive Endgestaltung Entwicklungstand

12 Zelltechnologie Lithium-Eisenphosphat Energiegehalt ca. 16kWh Hochstromfest, temperaturbeständig Wanne unten bestückt Hinten offene Wanne Ladeanschluss Batteriesystem

13 Umgestaltung des Drehzahlmessers (Rundinstrument Mittelkonsole) Anzeige des Ladezustands (SOC) und Momentanleistung in einem Instrument (umschaltbar) Farbliche Markierung des Rekuperationsbereiches Instrumentierung konventioneller Smart (alt) Umschalter zwischen SOC- und Leistungs-Anzeige Instrumentierung editha (neu) Umbau Instrumentierung

Markierung des Rekuperationsbereiches Instrumentierung konventioneller Smart (alt)

14 Fahrbetrieb Gesamtwirkungsgrad Tank-to-Wheel 77% Eingetragene Fahrzeugleistung (Dauerfahrt) 20,5kW Messung der elektrische Leistung an der Batterie 25,2kW 0,5kW L DC 83% 0,6kW 95% 93% 90% 12,3kW 11,4kW 10,3kW C M B C M 12,3kW 11,4kW 10,3kW 93% 90% G G 10kW 97% 97% 10kW Ladevorgang Gesamtwirkungsgrad 91% 3,2kW 93% L 3kW 98% C M G Wirkungsgrad der Energiekette Ladestecker-Rad 70% DC B C M G Wirkungsgrade Antriebsstrang

10,3kW C M B C M 12,3kW 11,4kW 10,3kW 93% 90% G G 10kW 97% 97% 10kW Ladevorgang Gesamtwirkungsgrad 91%

15 Erfahrungen aus der Bauphase

16 Erfahrungen aus der ersten Nutzungsphase

17 Die Systemkonfiguration für editha erfolgte durchgehend nach nachhaltigen Gesichtspunkten: Zusammenfassung

18 Alltagstest: Nutzung im Pendelverkehr zur Arbeit (Strecke 15km) Solar-Carport: Doppel-Carport als Alternative zur Steckdose Range Extender: geplant als Nachläufer Diverse Messungen: Verformung und Dauerbelastungsfähigkeit an Antriebssystem und Achse Infotainment: Innovative Anzeigen für energieeffizientes Fahren Ladeinfrastruktur: Untersuchungen zu Ladezyklen, Batteriesystem, kontaktloses Laden Antriebsstrang: Untersuchungen zur weiteren Vereinfachung Life Cycle Analyse: detaillierte Analyse Klimatisierung: Untersuchungen zur Energieeffizienz durch Wärmedämmung Rückfahrsystem: Untersuchungen zum Einsatz in Elektrofahrzeugen Ausblicke, wie weiter!

Ladeinfrastruktur: Untersuchungen zu Ladezyklen, Batteriesystem, kontaktloses Laden Antriebsstrang: Untersuchungen zur weiteren Vereinfachung Life Cycle Analyse:

19 Danke für ihre Aufmerksamkeit Fragen?

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