KEM Konstruktion Automobilkonstruktion 02.2019

ELEKTROMOBILITÄT

ELEKTROMOBILITÄT ANTRIEBSTECHNIK Interview: Über Mild- und Hochvolthybride sowie Dedicated Hybrid Transmissions für Hochvolt-Anwendungen Full-Liner bei E-Antriebskompetenz Die Elektrifizierung des Antriebs ist weit mehr als die Integration einer E-Maschine samt Leistungselektronik in den Powertrain, sagt Dr. Carsten Bünder, globaler Produktmanager Transmission Systems bei Magna Powertrain. Mit umfassendem Technikportfolio und Know-how will das Unternehmen eine maßgeschneiderte Lösung bieten. Interview: Jürgen Goroncy, freier Mitarbeiter der KEM Automobilkonstruktion, Besigheim Mit dem e2-Prototypen – hier bei der Wintererprobung – stellt Magna das gesamte Spektrum der Elektrifizierung in einem Fahrzeug dar Bild: Magna KEM Konstruktion: Herr Bünder, was kann ein Zulieferer wie Magna dafür tun, dass mehr Antriebsstränge elektrifiziert werden? Carsten Bünder: Lassen Sie uns nach Mild- und Hochvolthybriden unterscheiden: Mildhybride sind vergleichsweise einfach umzusetzen. Bei ihnen ist der Elektromotor eigentlich ein Wirkungsgradoptimierer für den Verbrennungsmotor. Rein elektrisches Fahren ist nur mit sehr begrenzter Performance und Reichweite möglich, etwa zum Anfahren oder Parken. Hochvolthybride sind aufwendiger, bieten dafür aber auch eine viel bessere Antriebsperformance. Mit solchen Konzepten kann man lokal emissionsfrei fahren, den Verbrennungsmotor unterstützen, darüber hinaus auch automatisierte Fahrfunktionen ermöglichen, etwa das Valet Parking. Ein zusätzlicher Elektromotor in einem unserer Getriebe bedeutet zunächst einmal zusätzlichen Aufwand. Er kann aber Funktionen wie das Anfahren, das Rückwärtsfahren oder das Boosten darstellen und Spitzenlast-Anforderungen abdecken. Dadurch sind beispielsweise einige mechanische Komponenten im Getriebe nicht mehr unbedingt erforderlich. Auch der Verbrennungsmotor kann kleiner und kostengünstiger ausfallen, beispielsweise ist ein Turbolader je nach Elektrifizierungsgrad nicht mehr notwendig. KEM Konstruktion: Gibt es keine Nachteile? Bünder: Anspruchsvoller wird natürlich die NVH-Thematik im Getriebe, wenn kein Verbrennungsmotor mit seiner Geräuschkulisse die Getriebegeräusche überdeckt. Wenn nur per Elektromotor und bei moderaten Geschwindigkeiten gefahren wird, sind Getriebe - geräusche deutlicher hörbar und müssen noch mehr als bisher verringert werden. Auch hinsichtlich Thermomanagement, Batterie und Package sehen wir uns vor neuen Herausforderungen. KEM Konstruktion: Ist bei Hochvolthybriden eine Reduzierung der Gangzahlen im Getriebe realistisch? 30 K|E|M Konstruktion Automobilkonstruktion 02 2019

ANTRIEBSTECHNIK ELEKTROMOBILITÄT Bild: Magna „Die etwa 40 denkbaren elektrifizierten Triebstrangkonfigurationen sind schon aus heutiger Sicht nicht alle sinnvoll. Bis Mitte des nächsten Jahrzehnts könnten vielleicht noch zehn Antriebsarchitekturen übrig bleiben, perspektivisch werden es eher noch weniger.“ Bild: Magna Dr. Carsten Bünder, Direktor globales Produktmanagement der Transmission Systems, Magna Powertrain Hybridisierte Doppelkupplungsgetriebe werden schon bald in verschiedenen Ausführungen und mit verschiedenen Kunden in Serie gehen Bünder: Da bei Hochvolthybriden die unteren Geschwindigkeits - bereiche und die Spitzenleistungen vermehrt von der E-Maschine abgedeckt werden, sind in der Tat nicht mehr so viele Fahrstufen erforderlich. Insbesondere bei Low-Torque-Antrieben und kleineren Fahrzeugen wird sich dieser Effekt positiv bemerkbar machen. Vereinfacht gesagt sind umso weniger Gänge nötig, je stärker wir elektrifizieren. Bei rein batterieelektrischen Antrieben genügen ein oder zwei Gänge. KEM Konstruktion: Wird das sehr vielfältige Elektrifizierungund Hybridisierungs-Portfolio in absehbarer Zeit auf eine wenige marktgängige Varianten reduziert, oder bleibt die Antriebsvielfalt bestehen? Bünder: Die etwa 40 denkbaren elektrifizierten Triebstrangkonfigurationen sind schon aus heutiger Sicht nicht alle sinnvoll. Es wird zweifellos eine gewisse Konsolidierung geben, aber kleine Stadtflitzer, Lieferfahrzeuge oder Kompakt-Pkw werden weiterhin unterschiedliche Anforderungen an einen elektrifizierten Antrieb haben. Bis Mitte des nächsten Jahrzehnts könnten vielleicht noch zehn Antriebsarchitekturen übrig bleiben, perspektivisch werden es eher noch weniger. KEM Konstruktion: Welche Architekturen werden das sein? Bünder: Es werden sowohl vom Verbrenner dominierte Konzepte sein, als auch 48-Volt- und Hochvolt-Architekturen. Abhängig vom Zielfahrzeug müssen sie eine gewisse Flexibilität und Skalierbarkeit bieten. Wir bei Magna verfolgen daher modulare und skalierbare Ansätze, um mit möglichst vielen Gleichteilen – unseren Building Blocks - unterschiedliche Antriebskonzepte flexibel unterstützen zu können. KEM Konstruktion: Was sind realistische Ansätze mit raschem Serienpotenzial? Bünder: Unsere Doppelkupplungsgetriebe sind gut im Markt eingeführt. Als Evolutionsstufe haben wir diese Doppelkupplungsgetriebe hybridisiert und werden sie schon bald in verschiedenen Ausführungen und mit verschiedenen Kunden in Serie bringen. Eine andere Stoßrichtung sind „Dedicated Hybrid Transmissions“ für Hochvolt-Anwendungen, die wir ebenfalls zur Serie entwickeln. Sie zeichnen sich durch starke Elektrifizierung sowie weniger Gänge und Komplexität aus. Wir setzen aber auch hier auf einen Bau - kastenansatz, der viele Komponenten mit den Doppelkupplungs - getrieben gemeinsam hat. KEM Konstruktion: Was sind typische Vorteile der Magna- Lösungen? Bünder: Wir können beispielsweise die Achsgetriebe unserer Division Driveline Systems mit den Hauptgetrieben der Division Transmission Systems sehr gut kombinieren, was einen geringeren Integrations- und Installationsaufwand für den Kunden bedeutet. Außerdem lassen sich beide Systeme samt Längs- und Querdynamik mit einem gemeinsamen Hybridmanager, regeln. Alle Hard- und Softwarekomponenten kommen aus einer Hand – von Magna. Unser Ansatz ist, dass wir zunächst die Funktionen des Kunden verstehen und dann nach der besten Lösung dafür suchen. Torque Vectoring oder Allradantrieb sind beispielsweise auf unterschied - liche Art und Weise zu realisieren. Unser Ziel ist immer, dem Kunden die beste Lösung abhängig von seiner Architektur zu liefern. KEM Konstruktion: Kann man sich als Zulieferer so ein breites Portfolio leisten? Bünder: Das ist ein sehr wichtiger Punkt. Um beim Portfolio fokussiert zu bleiben, entwickeln wir bewusst modulare und skalierbare Hardwarelösungen und Softwarekomponenten. Dazu kommt, dass wir bei Magna vom Fahrzeug her denken und dadurch dem Kunden schon zu Beginn eines Projekts eine gute Lösung vorschlagen können, die seine Bedürfnisse aufgreift. Dieses Kunden- und Gesamtfahrzeugverständnis zeichnet uns aus. www.magna.com Mehr zum Thema Antriebselektrofizierung vom Anbieter http://hier.pro/VaVdl IAA: Halle 8.0, Stand D26 K|E|M Konstruktion Automobilkonstruktion 02 2019 31