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Presseinformation der Technischen Hochschule Köln

Allrad-Hybrid verbraucht 25 Prozent weniger Sprit. TH Köln und Industriepartner entwickeln Prototyp

Ein effizienter Plug/In-Hybrid mit Allradantrieb, der rund ein Viertel weniger Sprit verbraucht als ein vergleichbares Serienfahrzeug – das ist das Ergebnis des Forschungsprojektes „DrEM Hybrid“ des Instituts für Automatisierungstechnik der TH Köln. Zusammen mit den Unternehmen Meta Motoren- und Energie-Technik sowie Centre for Concepts in Mechatronics (CCM) haben die Wissenschaftler der Hochschule einen innovativen Antriebsstrang entwickelt, der die Drehzahl des Verbrennungsmotors von der Fahrzeuggeschwindigkeit entkoppelt. So kann dieser immer im effizienten Bereich laufen.

Das Projekt wurde unterstützt durch das Förderprogramm Ziel 2 des Landes Nordrhein-Westfalen und das EU-Förderprogramm Eureka.

Kernstück der neuen Antriebstopologie ist eine sogenannte „Doppelt rotierende Elektrische Maschine“ (DrEM), die zwischen Vorderachsdifferential und Verbrennungsmotor eingebunden ist. Durch sie kann der Verbrennungsmotor als Range Extender unabhängig von der Umdrehungsgeschwindigkeit der Räder bei jeder beliebigen Drehzahl betrieben werden.

„Optimal ist eine Drehzahl zwischen 2.000 und 3.400 Umdrehungen. Dann erreichen wir bei einer „Standardfahrt“ nach dem Neuen Europäischen Fahrzyklus (NEFZ) eine Spritersparnis von 25 Prozent gegenüber einem serienmäßigen Fahrzeug seiner Klasse“, sagt Projektleiter Prof. Dr. Andreas Lohner, Leiter des Labors für Leistungselektronik, Elektrische Antriebe und Automatisierungstechnik, der gleichzeitig Konsortialführer des „DrEM Hybrid“ Projekts war.

Der Verbrennungsmotor treibt die Vorderachse an, wobei über die DrEM, je nach Arbeitspunkt, die Batterie ge- oder entladen wird. „Die Hinterräder haben jeweils einen radnah angeordneten Elektromotor, der auch einzeln angesteuert wird. Damit erhöhen wir sowohl die Fahrstabilität, als auch die Fahrdynamik“, erklärt der wissenschaftliche Mitarbeiter und Doktorand Magnus Böh. Für kurze Strecken kann der Prototyp auch rein elektrisch fahren und hat dann eine Reichweite von etwa 25 Kilometern. Dann arbeitet die DrEM als „klassischer“ Elektromotor und erhöht das Traktionsmoment des Fahrzeugs. Die Batterien können an jeder normalen Steckdose aufgeladen werden, was eine emissionsfreie Fortbewegung ermöglicht.

„Die sogenannten Split-Hybride werden bislang serienmäßig mit sehr komplexen Planetengetrieben ausgerüstet“, sagt Böh. „Der von uns gewählte Aufbau des Antriebs mit der DrEM ist deutlich einfacher und könnte in großer Stückzahl kostengünstiger produziert werden.“ In der dreijährigen Projektlaufzeit lag der Fokus neben der Entwicklung des Antriebsstrangs auf den umfangreichen Simulations- und Programmierungsarbeiten. Insgesamt zwölf Bachelor- und Masterarbeiten wurden im Rahmen des Projektes angefertigt, eine Doktorarbeit steht vor der Fertigstellung. „Als nächsten Schritt möchten wir unser Konzept weiterentwickeln und die Simulationsergebnisse ‚auf der Straße‘ verifizieren – entweder über ein Förderprogramm oder mit einem Industriepartner. Dazu sind wir auf der Suche nach Kooperationspartnern“, sagt Lohner.

- idw-online.de/de/news644312

Petra Schmidt-Bentum
Referat für Kommunikation und Marketing, Team Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Technische Hochschule Köln

Komplexe Planetengetriebe ?? merkwürdige Aussage.

dass der Doktorant Böh möglicherweise noch nie ein Planetengetriebe im Allgemeinen und ein HSD-Planetengetriebe im Besonderen gesehen haben mag, könnte seine Auffassung zur Komplexität solcher Getriebe entschuldigen.
Dass aber dieser "Schwachsinn" vom Projektleiter/Doktorvater unkommentiert freigegeben wird, lässt doch Zweifel an der wissenschaftlichen Kompetenz (um nicht zu sagen Reputation) aufkommen.

LG Ulli

Resi schrieb:
Komplexe Planetengetriebe ?? merkwürdige Aussage.

Ist das sicher nicht komplizierter, als ein DSG?
www.priuswiki.de/images/b/b3/PSD_Teile.jpg
www.priuswiki.de/images/e/ef/PSD_und_Coladose.jpg

Ansonsten vollkommen mit @Ulli über die Kompetenz einiger Drs einverstanden!

Ulli schrieb:
Dass aber dieser "Schwachsinn" vom Projektleiter/Doktorvater unkommentiert freigegeben wird, lässt doch Zweifel an der wissenschaftlichen Kompetenz (um nicht zu sagen Reputation) aufkommen.

LG Ulli
Ich habe manchmal das Gefühl, daß man lehrt, was gelernt werden soll.

LG
Klaus

zielgerichtete "Verdummung"?
Und welche ein Kooperationspartner soll sich finden lassen? Bestenfalls kauf jemand das System, um es in der Schublade verschwinden zu lassen und dann wieder zu sagen: ja, was besseres als unsere Diesel gibts derzeit nicht.
Letztlich wäre es natürlich wünschenswert, dass das Projekt Erfolg hat, egal welch unkomplizierte Getriebe drin steckt.

Dass man hier zwar den NEFZ zitiert und dann aber nur einen prozentualen Minderverbrauch (-25%) gegenüber einem nicht bekannten, aber "vergleichbaren" Fahrzeug nennt bringt mich zu der Überzeugung dass sie den absoluten Verbrauch aufgrund seiner Höhe nicht nennen wollten. Das hat ganz sicher handfeste Gründe.

Daher gehe ich vereinfacht davon aus dass sie mit einem "normales Auto in vergleichbarer Größe" - Vergleich ein 10 Liter/100km verbrauchendes Auto V1.0 als Referenz verwendet haben.

Wenn sie jetzt 25% weniger verbrauchen sind das noch 7,5 Liter/100 km. Das schaffte schon mein erster 3-Gang Renault R4 aus den 60-er Jahren. Dass ich dieses Jahr real ohne NEFZ nur die Hälfte von diesen 7,5 Litern real verbrauchte ist einigen bekannt.

Fazit: wenn man wissentlich mit Absicht nur %-Werte angibt hat man gewaltig was zu verbergen .

Gruß alupo

PS: sehr peinlich für eine deutsche Uni und das fördernde Bundesland

ch-toy schrieb:
... was besseres als unsere Diesel gibts derzeit nicht.
...

Gerade heute in der Tagesschau der sprechende Kopf hat mit Begeisterung berichtet hat, dass der Diesel schon bei 89,9 Cent ist dank billigem Erdöl.

@alle:

Mit Verlaub, aber kommt doch mal bitte wieder von eurem hohen Ross herunter!
Wer von euch hat sich denn das Konzept tatsächlich einmal näher angesehen, bevor er hier einen Veriss postet?
Das HSD ist dagegen tatsächlich vergleichsweise kompliziert aufgebaut, insbesondere im neuen P4 mit Allrad, der am ehesten vergleichbar wäre.
Für mich sieht das Konzept ähnlich genial aus wie Toyotas HSD, ist jedoch wahrscheinlich leider ein paar Jahre zu spät und im falschen Land geboren.

Grüße
Philipp

Wo kann ich mir denn anlesen, wie das funktioniert? Am besten auch verständlich für einen Laien mit Vorwissen

Hallo sparkle,

mein Google spuckt für die Suchanfrage 'doppelt rotierende elektrische maschine' z.B. folgenden Link aus:
FH ('TH') Köln

Viele Grüße
Philipp

Egon schrieb:

Kernstück der neuen Antriebstopologie ist eine sogenannte „Doppelt rotierende Elektrische Maschine“ (DrEM), die zwischen Vorderachsdifferential und Verbrennungsmotor eingebunden ist. Durch sie kann der Verbrennungsmotor als Range Extender unabhängig von der Umdrehungsgeschwindigkeit der Räder bei jeder beliebigen Drehzahl betrieben werden.
Gibt es irgendwo eine nähere Erklärung was diese DrEM sein soll und wie der Aufbau ist? Schön wären ein paar Bilder des schematischen Aufbaus.

Selbst Google findet nichts zu DrEM und schlägt mir statt dessen DrEAM vor
Ist das evtl. eine Zeitungs-Ente?

Ohne weitere Infos, hört sich der Name eher nach einem Sketch aus einem Monty Python Film an.....

Naja, den Verbrenner vom Antriebsstrang trennen, um ihn unabhängig von der Raddrehzahl im Bereich des max. Drehmoments laufen zu lassen, machen diesel-elektrische Lokomotiven seit über 6 Jahrzehnten.

Ein ähnliches Prinzip scheint auch hier vorzuliegen, nur dass man Generator und E-Motor ineinander gebaut hat.
Auf der Zeichung (Flyer) sieht es so aus, dass um den Generator ein E-Motor gebaut ist, der Stator des Generators gleichzeitig Rotor des E-Motors ist - ob ich mit meiner Einschätzung richtig liege, mögen die Elektrik-Experten hier prüfen.

LG Ulli

Der deutsche Flyer mit einer Grafik und Beschreibung findet sich hier:

www.th-koeln.de/mam/downloads/deutsch/ho...em-flyer_deutsch.pdf

Ist das so, dass alle Antriebskraft von den E-Motoren geleistet werden muss? Somit hätte man immer die Umwandlungsverluste Bewegungsenergie (Benziner) -> el. Energie -> Bewegungsenergie (Räder).

Ich könnte mir aber auch vorstellen, dass es über die Ansteuerung der beiden Motoren möglich ist, sie elektrisch zu koppeln und somit die Kraft vom Benziner zum Differential zu leiten. Auch mit variabler Übersetzung.
Das Verhalten wäre dann eigentlich sehr ähnlich zum HSD, nur dass man sich das Planetengetriebe spart.

Im Flyer wird der Benziner mit 40kW angegeben. Das wäre dann auch die Dauerleistung bei leerem Akku. Das ist weniger als ein P2 leistet, und deutlich weniger als ein P3/P4, bei gleicher Fahrzeugklasse und evtl. höherem Gewicht durch einen größeren Akku.

Da es sich um einen Plug-in-Hybriden handelt, habe ich mir mal erlaubt, den Verbrauch mit dem Golf GTE zu vergleichen:
GTE 50km elektrisch, 39g/km CO2, 1,7l/100km NEFZ, 5,1l/100km NEFZ leerer Akku
DrEM 28km elektrisch, 60g/km CO2, 2,6l/100km NEFZ (1,7/39*60), 5,5l/100km NEFZ leerer Akku

Beim Golf habe ich die schlechtesten angegebenen Werte verwendet, beim DrEM die besten.
Der Golf GTE erreicht trotz deutlich höherer Leistung einen geringeren NEFZ-Verbrauch bei leerem Akku (zurückgerechnet aus Plug-in-NEFZ-Lügenformel). Natürlich muss man dabei beachten, dass es sich dabei um ein fertig entwickeltes und optimiertes Produkt bzw. um ein junges Forschungsprojekt handelt. Trotzdem überzeugt mich das jetzt leider nicht so sehr. Die Idee klingt aber toll und vielleicht genau so einfach genial wie HSD, vielleicht geht da noch was.