Weltweit steigt die Zahl der Elektrofahrzeuge von Tag zu Tag. Von Januar bis September 2023 erreichte der Absatz von Elektrofahrzeugen in China 4,468 Millionen Einheiten, mit einem Marktanteil von mehr als 20%.
Die Reichweite von Elektrofahrzeugen ist jedoch nach wie vor ein Thema, das viele Menschen beschäftigt. In Elektrofahrzeugen ist der Motor nicht der einzige Stromfresser. Besonders im Winter verbrauchen alle Annehmlichkeiten, die Sie an Bord haben, Strom, und Sie zahlen den Preis für die Leistungsfähigkeit auf Kosten der Reichweite.
Schaeffler ist in diesem Bereich stark engagiert. Mattis Zink, CEO des Unternehmensbereichs Automobiltechnik der Schaeffler Gruppe, sagte: "Die von Schaeffler entwickelten innovativen Lösungen helfen, die Reichweitenangst der Autofahrer zu beseitigen. Wir bieten rein elektrische Antriebssysteme und intelligente technische Lösungen sowie verschiedene Komponenten und Systeme an, um die Praxistauglichkeit von Elektrofahrzeugen durch die Reduzierung des Energieverbrauchs und die Erhöhung der Reichweite zu verbessern."
Effiziente Lagerlösungen
Alle Autos sind abhängig von Lager - und Elektroautos sind da keine Ausnahme.
Eine Möglichkeit, die Reichweite von Elektrofahrzeugen zu erhöhen, besteht daher darin, die Reibungsverluste der Lager zu verringern - die Energie, die ursprünglich für den Antrieb des Fahrzeugs verwendet wurde, geht durch die Reibung in den Lagern in Form von Wärme verloren.
Schaeffler hat dafür gezielte Lösungen entwickelt.
So können beispielsweise die hocheffizienten Getriebelager von Schaeffler die Reibung deutlich reduzieren und im Vergleich zu herkömmlichen Lagerlösungen rund 50 Watt Strom einsparen. Diese Energie kann direkt zur Verbesserung der Langlebigkeit genutzt werden.
Darüber hinaus können im Winter mit 50 Watt Strom auch die Außenspiegel oder das Lenkrad beheizt werden, ohne die Lebensdauer der Batterie zu beeinträchtigen.
Ebenso wichtig ist, dass die Schaeffler e-Drive-Getriebelager speziell für die hohen Drehzahlen der Getriebeeingangswelle in der E-Achse optimiert sind und somit eine optimale Tragfähigkeit gewährleisten.
Um die Dauerhaltbarkeit weiter zu verbessern, hat Schaeffler außerdem das dreireihige Radnabenlager TriFinity entwickelt.
Radnabenlager sind eine der wichtigsten Komponenten des Fahrwerkssystems von Elektrofahrzeugen. Sie sind für die Führung und Lagerung der Antriebswelle und der Achse verantwortlich und sorgen dafür, dass sich die Räder auch bei hohen mechanischen Belastungen mit minimalem Widerstand drehen können.
Im normalen Fahrbetrieb sind die Radnabenlager enormen Belastungen und Reibungen ausgesetzt. Sie drehen sich ständig, etwa 100 Millionen Mal pro 180.000 gefahrene Kilometer.
Im Vergleich zu herkömmlichen Lagern können die dreireihigen TriFinity-Radnabenlager von Schaeffler die Reibungsverluste um 67% deutlich reduzieren und mehr als 200 Watt Strom einsparen, was einem Elektro-SUV mit einer Batteriekapazität von 120 kWh nach vollständiger Aufladung entspricht. Dadurch kann die Reichweite um etwa 20 Kilometer erhöht werden.
Im Winter kann die zusätzliche Leistung von 200 Watt zum Beheizen der Sitze verwendet werden, ohne die Lebensdauer der Batterie zu beeinträchtigen. Bei Dauerbetrieb kann ein einzelner beheizter Sitz bis zu 100 Watt pro Stunde verbrauchen.
Bei gleichen Abmessungen sind die dreireihigen TriFinity-Radnabenlager etwa 10% leichter als zweireihige Standardkugellager und haben eine längere Lebensdauer. Darüber hinaus ist die Steifigkeit des Lagers um mehr als 20% erhöht und kann größere Lasten übertragen, was ein entscheidender Vorteil für Elektrofahrzeuge mit hoher Beanspruchung ist.
Beseitigen Sie Probleme mit der Akkulaufzeit durch Wärmemanagement
Das Thermomanagement bietet ein großes Potenzial zur Verbesserung der Reiseleistung - Schaeffler arbeitet seit rund 15 Jahren auf diesem Gebiet.
Schaeffler bietet seit 2011 Wärmemanagement-Lösungen für Automobilkunden an.
Dr. Jochen Schroeder, Leiter der Sparte Electric Drive der Schaeffler Gruppe, sagte: "Vor allem bei Elektrofahrzeugen steht das Thermomanagement in direktem Zusammenhang mit der Reichweite und dem Fahrkomfort und wird daher immer mehr zu einer der Schlüsseltechnologien, um die Wettbewerbsfähigkeit der Modelle zu verbessern."
Dazu entwickelt Schaeffler verschiedene Lösungen, von multifunktionalen Mehrzweckkomponenten über hochintegrierte Thermomanagementsysteme bis hin zu Vier-in-Eins-Systemen, die Motor, Getriebe, elektronische Steuerung und Thermomanagement in einer Einheitsbrücke integrieren.
Die Vier-in-einem-Brücke macht zusätzliche Schläuche und Kabel überflüssig, die bei einem dezentralen Wärmemanagementsystem erforderlich sind, was zu weniger Energieverlusten, weniger Teilen, geringerem Gewicht und einer einfacheren Installation führt.
Diese hochintegrierte Lösung ermöglicht es, das gesamte Antriebssystem, einschließlich der Batterie, in einem angemessenen Temperaturbereich zu halten, wodurch die Reichweite und die Ladegeschwindigkeit weiter verbessert werden. Das System kann auch die Temperatur in der Kabine in einem angemessenen Bereich regeln und so den Fahrkomfort verbessern.
Dank des Zusammenspiels der verschiedenen Teilsysteme kann die elektrische Achse bei einem kompakten Elektrofahrzeug mit einer 75-kWh-Batterie pro 100 Kilometer Fahrstrecke etwa 1 kWh Strom einsparen, was einer Verlängerung der Fahrzeit um etwa 7% (oder 36 Kilometer) entspricht. ) Reichweite.
Außerdem entwickelt Schaeffler eine neue Wärmepumpe, die sowohl in einer Vier-in-eins-Brücke als auch als Einzelkomponente eingesetzt werden kann.
Diese Wärmepumpe wandelt die Wärmeenergie der Umgebungsluft und die vom Motor, der elektronischen Steuerung und den Batterien erzeugte Abwärme in nutzbare Wärmeenergie um und spart so Batteriestrom.
Vor allem im kalten Winter ist die Batterieleistung besonders kostbar.
Im Vergleich zu einem Kompaktwagen mit einer 75-kWh-Batterie und dezentralen Wärmemanagementkomponenten verbraucht das gleiche Modell mit einer elektrischen Vier-in-eins-Achse und einem Wärmepumpensystem etwa 4 kWh weniger Energie pro 100 Kilometer (bei einer Außentemperatur von minus 7 Grad Celsius). Unter Temperaturbedingungen entspricht die Wahl des WLTC-Betriebszustands einer Verlängerung der Reichweite um 17% (oder 48 Kilometer).
Darüber hinaus kann die eingesparte Leistung zur Verbesserung des Fahrkomforts und der Sicherheit genutzt werden, z. B. für die Beheizung der Sitze, des Lenkrads, der Außenspiegel und der Heckscheibe (diese Systeme verbrauchen ca. 410 Watt*).
Ein weiterer Vorteil der Schaeffler-Wärmepumpensysteme ist die Verwendung des natürlichen Kältemittels Kohlendioxid (R744), das wesentlich weniger umweltschädlich ist als herkömmliche Kältemittel (Rf1234yf). R744 ist nicht brennbar, hat ein geringes Treibhauspotenzial und verursacht keine Schäden an der Ozonschicht der Atmosphäre. Für Autohersteller und Autobesitzer bedeutet dies auch, dass sie einen Beitrag zum Klimaschutz und zur grünen Entwicklung leisten.
