Leistungsstarke Demonstration

Zugleich war das Konzeptauto des Technologieunternehmens eines der leistungsstärksten Fahrzeuge im illuster besetzten Teilnehmerfeld. „Der Active Drive ist ein Versuchsträger, Technologie-Demonstrator und fahrendes Labor“, erklärt Prof. Peter Gutzmer, Mitglied des Vorstands Forschung & Entwicklung von Schaeffler, der den Active Drive gemeinsam mit Projektleiter Christian Weyhersmüller über die insgesamt fünf Etappen der 400 Kilometer langen ersten Elektrofahrzeug-Rallye am Bodensee führte.

Besonderheit des Schaeffler-Active Drive ist das sowohl an Vorder- wie auch Hinterachse montierte aktive Elektrodifferenzial (Schaeffler-eDifferenzial). Dieses Bauteil vereint den elektrischen Antrieb mit der Möglichkeit einer radselektiv steuerbaren Antriebsleistung. Dadurch wird ein sowohl für die Dynamik und Sicherheit als auch den Komfort zuträgliches Torque Vectoring (Drehmomentverteilung zwischen dem rechten und linken Rad) ermöglicht. „Das eDifferenzial ermöglicht Eingriffe zur Fahrdynamik durch gezielte Kraftzuführung anstelle, wie bislang vom ESP gewohnt, mittels Bremseingriff und somit Energieentnahme. Das aktive Elektrodifferenzial verbessert die Kraftübertragung beim Fahren auf Untergründen mit unterschiedlichen Reibwerten signifikant. Auch unterstützt es die Lenkung und wirkt sich deutlich positiv auf Fahrdynamik, Sicherheit und Fahrkomfort aus. Der Einsatz von zwei e-Differenzialen ermöglicht zudem eine Längsverteilung der Antriebsmomente“, erklärt Prof. Peter Gutzmer. Die Möglichkeit der aktiven Verteilung der Antriebsmomente macht das e-Differenzial zu einer idealen Plattform für eine innovative Fahrdynamikregelung. Mit der im Active Drive gezeigten Lösung ist Schaeffler Vorreiter für ein derartiges elektrisches Konzept in einem Fahrzeugantrieb.

Das e-Differenzial integriert zwei unterschiedlich dimensionierte wassergekühlte Permanentmagnet-Synchronmaschinen (PMSM), ein Planetengetriebe, ein Getriebe zur aktiven Drehmomentverteilung sowie – als zentrales Element – ein Schaeffler-Leichtbaudifferenzial. Die elektrischen Maschinen stammen von der Schaeffler-Marke IDAM. Die größere, bis zu 105 kW leistende und 170 Nm starke PMSM, ist für den Antrieb zuständig. Die zweite, die Drehmomentverteilung regelnde PMSM, muss lediglich fünf kW Leistung aufbringen, um bis zu 2000 Nm Drehmomentdifferenz auf der Achse zu erzeugen. Zu den mit dem Active Drive gezeigten Innovationen gehören ferner eine integrierte elektromechanische Parksperre, eine neue Zwangsschmierung des Getriebes ohne Ölpumpe, in Blech gefertigte Planetenträger und verschiedene hochdrehende, reibungsoptimierte Lagerlösungen. Die elektronische Regelung stammt von AFT und damit ebenfalls aus dem Hause Schaeffler.

Durch die Verwendung zweier aktiver Elektrodifferenziale verfügt das Konzeptfahrzeug insgesamt über eine Leistung von bis zu 210 kW und Allradantrieb. Als Energiespeicher fungieren im Kardantunnel und vor der Hinterachse untergebrachte Li-Ion-Batterien mit einer Kapazität von 18 kWh. Dank des Leistungs- und Traktionsvermögens beschleunigt die 1900 Kilogramm wiegende Testplattform in 8,5 Sekunden aus dem Stand auf 100 km/h. Bei Tempo 150 wird das Fahrzeug elektronisch abgeregelt.

Das innovative Schaeffler-Antriebssystem ist damit perfekt geeignet für moderne Hybridfahrzeuge, bei denen beispielsweise eine dementsprechende Antriebslösung an der Hinterachse den die Vorderräder antreibenden verbrennungsmotorischen Antriebsstrang ergänzt. Damit vergrößert sich die Leistungsfähigkeit von Hybridfahrzeugen – zum elektrischen Anfahren und Zuschalten, dem sogenannten „Boosten“, kommt eine effiziente, zuschaltbare Allradlösung. Da auf diese Weise die bei Allradfahrzeugen traditionell zur Hinterachse führende Kardanwelle entfällt, sprechen Automobilentwickler bei der „Elektro-Achse“ mitunter auch von der „elektrischen Kardanwelle“.

Die Idee für das innovative Antriebssystem reifte während der Entwicklungsphase des Schaeffler-Leichtbau-Differenzials mit Stirnverzahnung. Bereits sehr früh wurde das leichte und raumsparende Differenzial koaxial zu einem Elektromotor angeordnet. So lässt sich ein extrem kompakter Elektroantrieb realisieren. In Kombination mit einem Überlagerungsgetriebe und einem zweiten, deutlich kleineren Stellmotor entstehen dann Optimierungspotenziale für Fahrdynamik, Komfort und Fahrsicherheit.

Doch gleich ob als Antrieb in einem modernen, dynamischen Hybridfahrzeug oder in dem auf Basis eines Skoda Octavia Scout verwirklichten Konzeptfahrzeug Schaeffler-Active Drive, das e-Differenzial gehört bereits heute zu den Gewinnern. Schließlich gewann das Team Gutzmer/Weyhersmüller im Rahmen der 1. Bodensee Elektrik auch eine Wertungsprüfung. Und weitere Erfolgsgeschichten dieser wegweisenden Antriebstechnologie werden mit Sicherheit folgen.

Schaeffler ist mit seinen Marken INA, LuK und FAG ein führender Anbieter von Wälz- und Gleitlagerlösungen, Linear- und Direktantriebstechnologie sowie ein renommierter Zulieferer der Automobilindustrie für Präzisionskomponenten und Systeme in Motor, Getriebe und Fahrwerk. Die global agierende Unternehmensgruppe erwirtschaftete im Jahr 2011 einen Umsatz von rund 10,7 Mrd. Euro. Mit rund 74 000 Mitarbeitern weltweit ist Schaeffler eines der größten deutschen und europäischen Industrieunternehmen in Familienbesitz. Schaeffler verfügt mit 180 Standorten in über 50 Ländern über ein weltweites Netz aus Produktionsstandorten, Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen, Vertriebsgesellschaften, Ingenieurbüros sowie Schulungszentren.

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