DE4LoRa - Universales hochintegriertes 800 V-Hybrid-Antriebssystem mit ganzheitlich optimierter Ökologie und Ökonomie

Abstract

Im Projekt DE4LoRa arbeiteten acht Industriepartnern sowie vier Instituten der TU Darmstadt zusammen, um ein prototypisches Antriebskonzept mit einem hocheffizienten elektrischen Antriebsstrang zu entwickeln, der mit einem methanbasierten Verbrennungsmotor anstelle einer großen und schweren Batterie große Reichweiten erzielen kann. Im Mittelpunkt steht Anforderungen eines durchschnittlichen Autofahrers mit einem möglichst geringen CO2-Fußabdruck zu erfüllen. Der Antriebsstrang wurde daher für ein C-Segment-Fahrzeug optimiert und kann 100 km rein elektrisch zurücklegen. Um den geforderten hohen Wirkungsgrad zu erreichen, werden zwei elektrische Maschinen mit jeweils zwei Gängen statt einer großen eingesetzt. Dieser ermöglicht einen Downsizing-Effekt, durch den häufiger genutzten Teillasten effizienter werden. Darüber hinaus wurde ein hocheffizienter SiC-Doppel-Wechselrichter und ein nicht galvanisch getrenntes On-Board-Ladegerät entwickelt. Anstatt die Batteriekapazität für selten benötigte Langstreckenfahrten zu erhöhen, enthält der Antriebsstrang einen Verbrennungsmotor auf Methanbasis. Methan ermöglicht einen hohen Wirkungsgrad, eine sauberere Verbrennung, und eine hoher Leistungsdichte pro Kohlenstoff. Im Rahmen des Projekts wurden alle Komponenten entwickelt, aufgebaut und getestet. Innerhalb der Laufzeit der öffentlichen Förderung konnten alle Komponenten zu einem Prototypfahrzeug zusammengebaut werden. Es konnte gezeigt werden, dass der Antrieb nach detaillierten Simulationen hoch effizient ist und potentiell auch im Range-Extender-Betrieb ökonomisch attraktive CO2-neutral betrieben werden kann. Validierungen im Prototypenfahrzeug stehen noch aus.