Autoren: Tobias Zeller, Kühnert Marius, Schmitt Michael, Cujic Patrick, Prof. Martin Doppelbauer (alle Elektrotechnisches Institut am Karlsruher Institut für Technologie), Dennis Bank (Institut für Mechatronische Systeme Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover)
Diese Arbeit befasst sich mit der Konzeptentwicklung eines Getriebedesigns zur optimalen Rekuperation (Bremsenergierückgewinnung) eines LKW-Anhängers unter Verwendung einer Synchronen-Reluktanzmaschine. Die Auswahl von Planeten- und Stirnradgetrieben erfolgt auf der Basis einer Nutzwertanalyse. Darauf aufbauend wird ein computergestütztes Getriebeauslegungstool entwickelt, das auf Basis einer Motor-/Generatorkennlinie und eines Fahrzyklus ein ideales Getriebekonzept zur Rekuperation generiert. Die optimale Getriebeübersetzung, sowie mögliche Getriebetopologien und die Verzahnungen werden automatisch berechnet. Die möglichen Getriebetopologien sind 1- bis 3-stufige Getriebe, bestehend aus Planeten- oder Stirnradstufen, und bei mehrstufigen Getrieben auch Permutationen davon. Darüber hinaus kann die Konfiguration des Achsantriebs (ein Generator mit Differenzial) oder des Radantriebs (zwei Generatoren) als Startbedingung vorgegeben werden. Ein gemeinsamer Integrations- und Auslegungsprozess von Getriebe und Generator bietet viele Vorteile wie Kompaktheit, einfachere Handhabung und schnellere Berechnung. Für die Auswahl des geeigneten Getriebes wird ein Optimierungskriterium verwendet. Als Ergebnis erhält der Nutzer die optimale Getriebetopologie, die Verteilung der Gesamtübersetzung auf die einzelnen Getriebestufen und die Verzahnungsgeometrie sowie weitere Informationen zu Masse, Kosten, Bauraum und Energieertrag. Abschließend wird die Synthese des Getriebekonzepts mit analytischen Gleichungen und kommerzieller Getriebeauslegungssoftware wie KISSsys und KISSsoft validiert. Dazu wird eine Kombination aus in VECTO ermittelten realen Fahrdaten und der analytischen Berechnung des Getriebe-Generator-Systems verwendet.
Die Autoren danken dem Projektleiter "Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V." (DLR) für die Leitung des Projekts "RekuTrAx" (Projektnummer 01MV22018) und dem "Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz der Bundesrepublik Deutschland" (BMWK) für die Finanzierung.
