Integrierte Antriebsarchitekturen für elektrifizierte Mobilitätssysteme

Der Übergang zur elektrifizierten Mobilität erfordert einen Wandel von diskreten mechanischen Komponenten hin zu hochintegrierten mechatronischen Systemen, die batterieelektrische, Hybrid- und Range-Extender-Architekturen unterstützen. Um diese Anforderungen zu adressieren, präsentierte Schaeffler im Juni 2024 auf dem 13. Schaeffler Automotive Symposium in Bühl seine neuesten Entwicklungen in der Antriebstechnik. Diese Lösungen konzentrieren sich auf die Steigerung der Leistungsdichte und die Reduzierung der Systemkomplexität durch modulare Hardware- und Softwareintegration entlang der digitalen Lieferkette.

Skalierbare elektrische Antriebseinheiten und Systemintegration
Im Segment der batterieelektrischen Fahrzeuge (BEV) liegt der Entwicklungsschwerpunkt auf dem Übergang zu X-in-1-E-Achssystemen. Diese Einheiten integrieren Elektromotor, Leistungselektronik, Getriebe und Wärmemanagement in einem einzigen Gehäuse. Durch die Konsolidierung dieser Funktionen werden der physische Bauraumbedarf und die Anzahl der Hochvoltverbindungen reduziert, was sich direkt auf das Fahrzeuggewicht und die Fertigungskosten auswirkt.

Die technische Grundlage dieser Antriebe bilden skalierbare Inverter-Plattformen. Diese Wechselrichter nutzen flexible Fertigungskonzepte, um eine schnelle Anpassung an verschiedene Spannungsniveaus und Leistungsstufen zu ermöglichen. Bei Elektromotoren werden Effizienzsteigerungen durch fortschrittliche Wickeltechnologien und gezielte Materialoptimierung erzielt, während stromisolierte Lager elektrische Erosion verhindern und so die Langlebigkeit von Hochdrehzahl-Getriebekomponenten gewährleisten. Dieser integrierte Entwicklungsansatz ist darauf ausgelegt, die Markteinführungszeit zu verkürzen, indem der Validierungsprozess für komplexe elektronische und softwarebasierte Subsysteme gestrafft wird.



Effiziente Antriebsstranglösungen von Schaeffler für die nachhaltige Mobilität der Zukunft: Hybrid-Topologien wie Plug-in- und Mild-Hybride sowie Range-Extender bieten enormes Innovationspotenzial. (Foto: Schaeffler)

Hybrid-Topologien und Range-Extender-Anwendungen
Während die reine Elektrifizierung weiter zunimmt, bleiben Hybrid-Architekturen (PHEV und HEV) für unterschiedliche Marktanforderungen entscheidend. Schaeffler bietet Systemlösungen für verschiedene Hybrid-Topologien an, die von P1- (am Motor montiert) bis zu P3-Konfigurationen (am Getriebe montiert) reichen. Diese Systeme sind so konstruiert, dass sie mit bestehenden Fahrzeugplattformen kompatibel sind, was es Herstellern ermöglicht, Modelle mit Verbrennungsmotor bei minimalen strukturellen Änderungen zu elektrifizieren.

Zentrales Element dieses Portfolios ist das dedizierte Hybridgetriebe. Diese „All-in-one“-Lösung integriert Elektromotor und Hydraulik mit einer umfassenden Steuerungssoftware. Bei Elektrofahrzeugen mit Reichweitenverlängerung (REEV) konzentriert sich die Technologie auf die Optimierung des Verbrennungsmotors für den reinen Generatorbetrieb. Dies ermöglicht es dem Motor, in einem engen, hocheffizienten Kennfeldbereich zu arbeiten, was Emissionen und Geräuschentwicklung reduziert. Die Integration von Sensoren und Aktoren in diese Einheiten ermöglicht nahtlose Übergänge zwischen den Antriebsmodi, wodurch der mechanische Betrieb der Verbrennungseinheit für die Fahrzeuginsassen nahezu nicht mehr wahrnehmbar ist.

Strategische Auswirkungen auf das automotive Datenökosystem
Der Wandel hin zu diesen hochintegrierten Systemen erfordert ein robustes automotives Datenökosystem, in dem Software- und Hardwarespezifikationen harmonisiert sind. Laut Matthias Zink, CEO Powertrain & Chassis der Schaeffler AG, bietet das Technologie-Cluster Powertrain des Unternehmens das gesamte Spektrum an Technologien von der Einzelkomponente bis zum funktional integrierten System.

Durch die Nutzung einer modularen Baukastenstrategie reduziert das Unternehmen die Produktkomplexität. Thomas Stierle, CEO E-Mobility der Schaeffler AG, betonte, dass dieser konsequent integrierte Ansatz die Entwicklung elektrischer Antriebe ermöglicht, die eine hohe Funktionsdichte mit den Anforderungen der Industrialisierung in Einklang bringen. Diese Fortschritte im Maschinenbau, in der Elektronik und in der Software stellen sicher, dass die resultierenden Antriebssysteme die strengen Effizienz- und Nachhaltigkeitsstandards erfüllen, die durch moderne globale Automobilregulierungen und VDA-Benchmarks vorgegeben sind.

Herausgegeben von Evgeny Churilov, Induportals Media - Angepasst von AI.

www.schaeffler.com