Forschungsthema

Kurztitel	E-Mobilität in Lager2/LFP
Projektbeginn	Q4/2024
Förderung	FVA-Nr. 701/V Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V., FVA
Projektpartner	Institut für Maschinenkonstruktion und Tribologie, IMKT, Leibniz Universität Hannover
Kontakt	Dr.-Ing. M. Otto

Projektbeschreibung

Aufgrund des ständig steigenden Marktanteils von E-Fahrzeugen werden vermehrt Lösungen benötigt, die es ermöglichen, besondere Fragestellungen aus dem Bereich der E-Mobilität rechnerisch zu durchdringen, insbesondere Hochdrehzahl-Phänomene, Reibungsverluste und mögliche Schäden durch parasitäre elektrische Ströme. Im Rahmen von Speed2E und Speed4E wurde ein elektrischer automobiler Antriebsstrang entwickelt, der für den Bereich der Hyperhochdrehzahlen (über 30.000 1/min) ausgelegt ist und somit die Motormasse erheblich senken konnte. In diesen Drehzahlbereichen gelten die bisherigen Annahmen der Lagerberechnung nur begrenzt. Im Rahmen von FVA 914 I wurden entsprechende verbesserte Berechnungsansätze entwickelt. Diese Methoden sollen im Rahmen dieses Projekts auf weitere Lagertypen erweitert und die Anwendbarkeit auf gesamte E-Antriebsstränge mittels einer Berechnungsstudie mit Sensitivitätsanalyse am Beispiel des Speed4E Getriebes untersucht werden. Durch den Einsatz elektrischer Motoren mit Frequenzumrichtern werden Lager elektrisch beansprucht und es können Schäden wie Grey Frosting oder Riffelbildung auftreten. Um die elektrische Belastung eines Lagers abschätzen zu können, sollen Modelle zur Berechnung der Impedanz im Lager aus FVA 863 I (Kapazität und Widerstand) einbezogen werden.

Das Fortran-basierte Berechnungsprogramm LAGER2 stellt das zentrale Werkzeug in der FVA für die theoretische Bestimmung von Wälzlagersteifigkeiten und Wälzlagerlebensdauer dar. Es sind die neuesten Ansätze und Forschungsergebnisse in der Wälzlagertechnik implementiert. Für Getriebeberechnungen mithilfe von RIKOR besteht eine Schnittstelle zu LAGER2, um die zugrundeliegenden Lagerberechnung auszuführen. Damit wird LAGER2 zum unerlässlichen Werkzeug für den Getriebeentwickler/-in und ist entscheidend für die zutreffende Berechnung von Wellenlage und Lastverteilung im Zahneingriff. Im Rahmen des Clusters „Low Friction Powertrain“ wurden im Teilprojekt "Wirkungsgradoptimiertes Getriebe" am Institut für Maschinenkonstruktion und Tribologie der Leibniz Universität Hannover Berechnungsmodelle für die Wälzlagerreibung entwickelt. Mit Hilfe umfangreicher experimenteller Daten an Lagerbauformen und Baugrößen wurden diese Methoden umfassend validiert. Sie basieren erstmalig auf realen, experimentell ermittelten rheologischen Fluideigenschaften und den zugehörigen Beschreibungsmodellen und liefern eine sehr gute Übereinstimmung mit der Praxis.