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Elektroautos

Torque-Vectoring hilft bei der Rekuperation

Elektrotransporter Foto: Andreas Wolf

Um die Reichweite von Elektroautos im Betrieb zu erhöhen, setzen die Hersteller auf Rekuperation. In Kurven funktioniert dies nicht immer zufriedenstellend. Abhilfe soll ein neues Torque-Vectoring-Getriebe schaffen.

17.10.2014 Markus Bauer

Getriebe dieser Art verteilen das Drehmoment individuell auf die beiden Antriebsräder und nicht standardmäßig im Verhältnis 50 zu 50. "Dadurch wird auch eine besonders gute Fahrdynamik erreicht", sagt Philipp Gwinner, Ingenieur bei der Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau (FZG) der Technischen Universität München (TUM). Beschleunige ein Fahrzeug in einer Kurve, werde mehr Drehmoment auf das kurvenäußere Rad gegeben. Das Auto lenke von selbst in die Kurve ein. Die Folge sei ein agileres und gleichzeitig sichereres Fahrverhalten. Bislang finden sich diese Getriebe jedoch vor allem in Sportwagen.

Wichtiger als die Fahrdynamik, so die Forscher der TUM, sei eine optimale Rückgewinnung der Bremsenergie. Statt die Energie, die beim Verzögern in die Bremsen eingeleitet wird als Wärme zu verlieren, nutzen Rekuperations-Systeme die Energie wie ein Dynamo und speisen den Strom zurück in die Batterie. Dies verlängere die Reichweite von Elektrofahrzeugen im Betrieb. In Kurven, so die TUM, stoßen konventionelle System jedoch an ihre Grenzen, da das kurveninnere Rad deutlich weniger belastet werde als das kurvenäußere. Damit sinkt die Rekuperationsleistung. Torque-Vectoring könne das Rekuperationsmoment für jedes Antriebsrad individuell einstellen.

Mit weniger Gewicht auch für Stromer interessant

Das neue Torque-Vectoring-Getriebe, das Forscher der TUM entwickelt haben, soll zudem die größten Nachteile aktueller Getriebe dieser Art verringern: Kosten und Mehrgewicht. Anstelle der bei Differenzialgetrieben üblichen Kegelradverzahnung, so die Forscher, setze man bei der eigenen Entwicklung ein Stirnraddifferenzial ein, bei dem über ein Planeten-Überlagerungsgetriebe ein zusätzliches Drehmoment von außen eingebracht werden könne. So lasse sich bei beliebigen Geschwindigkeiten ein hohes Giermoment erzeugen, um die gewünschten Fahreigenschaften einzustellen. Zudem setze man beim Gehäusematerial auf leichte Werkstoffe.

Während im Prototyp noch ein Voll-Aluminim-Gehäuse Dienst tut, werde dieses in der nächsten Entwicklungsstufe ein Verbundgehäuse aus Aluminium und faserverstärktem Kunststoff ersetzen. Insgesamt versprechen sich die Forscher so eine Reduktion des Getriebegewichts um mehr als zehn Prozent. "Durch die laufenden weiteren Optimierungsmaßnahmen ist zu erwarten", so Professor Karsten Stahl, Leiter der FZG, "dass Gewicht und Kosten zukünftig im Bereich von heutigen Standard-Differenzialgetrieben liegen werden."

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