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Neue Getriebe speziell für Hybrid - VW, ZF, BMW - China treibt Entwicklung voran
Welche Infos habt ihr zum Thema?
SZ, 7. Juli 2017, 18:57 Uhr, Automobiltechnik, VW startet eine Getriebe-Revolution - Von Joachim Becker
"... Vario.Drive: VW-Konzernforscher haben diese Zukunftsvision des Plug-in-Hybridantriebs vorgestellt - mit lediglich vier Gangstufen. Tobias Boehm, Leiter elektrifizierter Antriebsstrang in der Konzernforschung, arbeitet mit seinem Team seit 2010 an der neuartigen Form der Kraftübertragung. "Mit vier mechanischen, zwei variablen und fünf elektrischen Schaltstufen können wir alle Anforderungen erfüllen", sagt Boehm, "und mit einem zusätzlichen E-Motor an der Hinterachse ist auch ein elektrischer Allradantrieb möglich."
(...) Auch Vario.Drive soll das Überleben bestehender Fahrzeug-Architekturen sichern. Konkret geht es darum, den Einsatzbereich des elektrischen Antriebs weiter auszubauen, ohne auf die Reichweiten- und Kostenvorteile des konventionellen Motors zu verzichten.
Dank Vario.Drive passen bis zu 150 Kilowatt elektrische Leistung in den vorhandenen Getriebetunnel von heckgetriebenen Fahrzeugen. Aus dem Längsbaukasten unter Entwicklungshoheit von Audi lassen sich also mit überschaubarem Aufwand sparsame Teilzeitstromer entwickeln. Während bisherige Plug-in-Hybride die kompletten Komponenten und Kosten einer Verbrenner- und einer Elektroplattform kombinieren, soll Vario.Drive beim Gewicht und vor allem bei den Kosten abspecken, um die Elektromobilität voranzubringen.
VW verzichtet auf eine Energie-zehrende Hydraulik
"Ob getrieben durch die Gesetzgebung oder durch den Fahrspaß: Die Elektrifizierung wird die Zukunft der Antriebstechnik signifikant verändern", ist Mario Brunner von der AVL List GmbH überzeugt. Bei Vario.Drive teilen sich mechanische Schaltelemente den knappen Bauraum mit einem vollwertigen Elektromotor im hinteren Getriebeteil. Durch die Möglichkeit, das Fahrzeug auch an der Steckdose zu laden, werden selbst schwere Autos im neuen WLTP-Testzyklus zu Umweltengeln. Dafür wird im Getriebeaufbau auf eine Energie-zehrende Hydraulik verzichtet. Mit Planetenradsatz (ähnlich wie bei den Hybriden von Toyota und Lexus) und Klauenkupplungen können die Entwickler hohe Leistungen bei gleichzeitig kompakterer Ausführung und verbessertem Wirkungsgrad realisieren.
Der chinesische Markt treibt die Entwicklung voran
Jetzt stehen die Vorzeichen besonders in China auf Elektrifizierung - und auf Entfeinerung der Kraftübertragung. Ähnlich wie Toyota und Lexus entwickeln einige Unternehmen dort neue Antriebsstränge exklusiv für Hybridmodelle. Schaeffler-Entwicklungs-Chef Peter Gutzmer lässt durchblicken, dass der Zulieferer eine entsprechende Hybridgetriebe-Lösung mit vier Gängen vorbereitet.
Fachleute sprechen von Dedicated Hybrid Transmission (DHT), was sich mit einer maßgemachten Kraftübertragung für Hybride übersetzen lässt. Vorteil dieser Lösung: Der Elektromotor kann bei Leistungsspitzen einspringen und die Drehzahl des Verbrenners butterweich an die Betriebsbedingungen des Fahrzeugs anpassen. Idealerweise wird der Verbrenner also als sparsamer Stationärmotor betrieben oder er macht gleich ganz Pause.
BMW entwickelt lieber sein Achtganggetriebe weiter
Auch Jörg Grotendorst, Leiter E-Mobility beim Zulieferer ZF, gibt zu, dass intern intensiv darüber diskutiert werde, ob ein Getriebe wie Vario.Drive Sinn mache. "Wir haben intensiv untersucht, was das richtige Verhältnis zwischen Batteriegröße und Verbrenner ist." Weil das Marktvolumen im Hybrid-Segment aber schwer vorherzusehen sei, scheuten viele Autohersteller das Risiko einer kompletten Getriebe-Neuentwicklung. "So lange die Anforderungen an die Fahrdynamik hoch bleiben und die Kunden keine Abstriche durch die begrenzte Verfügbarkeit der Batterie machen wollen, brauchen wir den Verbrennungsmotor immer noch über das gesamte Leistungsspektrum", glaubt Bernd Stockmann. Der Divisionsleiter Car Powertrain Technology bei ZF dämpft deshalb allzu große Erwartungen: "Wir sehen die erforderliche Anzahl der Gänge weiterhin bei mindestens sechs."
Ergibt das DHT also für Autohersteller wie BMW überhaupt Sinn? Die Münchner haben Hybrid-Prototypen mit Verbrenner und großer Batterie gezeigt, zögern aber offensichtlich, ihre erfolgreichen Achtgangautomaten komplett zu ersetzen. "Die Anforderungen für die nächste Fahrzeuggeneration, die wir kennen, gehen nicht in die Fläche mit Dedicated Hybrid Transmission", stellt Stockmann klar. Deshalb wird auch die Achtstufenautomatik weiterentwickelt. Statt des Wandlers werden bei Plug-in-Modellen schon heute Elektromotoren eingesetzt. Künftig soll je nach Stromlage von 20 bis über 120 Kilowatt Leistung in den Getriebekopf integriert werden. Das System ist zwar aufwendig, bleibt durch die hohen Stückzahlen des Standardgetriebes aber bezahlbar.
VW hat dagegen schon mit selbst gebauten Doppelkupplungsgetrieben gezeigt, wie sich neue Standards etablieren lassen. Ab Ende des Jahrzehnts soll Vario.Drive den Erfolg wiederholen."
Vario.Drive => VW Media Services: 0 Treffer, Volkswagen AG: Ihre Eingabe ergab leider keine Treffer. 
Eine schnelle Suche wirft immerhin eine zweiseitige PDF-Datei von VW aus: "Vario.Drive als 1-EM-Konzept":
"Volkswagen Aktiengesellschaft, Plug-In-Hybrid, Innovatives Antriebskonzept für einen Plug-In-Hybrid mit hohen Leistungsanforderungen im oberen Fahrzeugsegment, (...), Laufzeit 01.01.2014 – 31.12.2016, (...)
Förderprogramm „Erneuerbar Mobil“
Das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit fördert Vorhaben zum Thema Elektromobilität. Im Fokus der Förderung stehen Projekte, welche die energie- und klimapolitischen Potenziale der Elektromobilität erschließen helfen und gleichzeitig zur Stärkung der Wettbewerbsposition deutscher Industriebranchen beitragen. Die gemeinsame Vision der Vorhaben ist die Elektromobilität als marktfähige Umweltinnovation.
Das Gesamtbudget des Forschungsvorhabens „Plug-In-Hybrid“ liegt bei 8,6 Millionen Euro und wird im Rahmen des Förderprogramms „Erneuerbar Mobil“ mit ca. 3 Millionen Euro vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB) unterstützt.
Plug-In-Hybrid-Technologie
(...)
Emissionsfrei ohne Einschränkung
Hier steht eine Grafik: (oben) Emissionfreie Kurzstreckenmobilität ~ 50 km, (unten) Uneingeschränkte Langstreckenmobilität > 800 km
Ziele des Projektes
Gesamtziel des Vorhabens Plug-In-Hybrid ist die Untersuchung des Potentials von Plug-In HybridTechnologien für Fahrzeuge mit hohen Leistungsanforderungen im oberen Fahrzeugsegment. Vor dem Hintergrund der hohen Leistungsanforderungen in Kombination mit dem geringen verfügbaren Bauraum dieser Fahrzeugklasse gilt es, die technischen Grenzen zu erforschen und ein tragfähiges Konzept für einen Plug-InHybrid-Antriebsstrang zu erarbeiten, der die Vorteile von seriellem, parallelem und leistungsverzweigtem Antriebskonzept vereint.
(...)
Gleichzeitig wird die Übertragbarkeit der Erkenntnisse in kleinere Fahrzeugsegmente betrachtet. Dabei stehen sowohl Emissionseinsparungen als auch tragfähige Kosten im Fokus der Betrachtungen. Die Ergebnisse können durch eine Gegenüberstellung von Nutzeranforderungen und Produkteigenschaften der Fahrzeuge ebenfalls zur Vorbereitung einer Serienentwicklung und Serieneinführung dienen."
Jetzt seid ihr an der Reihe. 
VG myinfo
Beste Antwort im Thema
Zitat:
Jetzt seid ihr an der Reihe.
VG myinfo
Nö den Laber kannst Du selbst bearbeiten......
Das Sommerloch wird schon voll....
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17 Antworten
Ob diese Lösungen dann auch wie Die von Toyota Ähnlichkeit mit der guten alten Variomatik von Fendt haben?
Zitat:
Jetzt seid ihr an der Reihe.
VG myinfo
Nö den Laber kannst Du selbst bearbeiten......
Das Sommerloch wird schon voll....
Warum etwas neu erfinden, was Toyota schon vor 20 Jahren mit einer sehr einfachen und robusten Lösung erledigt hat?
Gut, deren System funktioniert jenseits der 130 nicht besonders...ein recht deutsches Problem.
...wenn das nicht recht ist, gehst zu ZF und lässt dir ein stufenloses Getriebe vom Trecker aus dem Regal geben.
Ich habe bei "VW-Konzernforscher" aufgehört zu lesen.
Irgendwo stand mal zu lesen: "VW kann alles ... außer Motoren und Getriebe." 
Hallo,
Zitat: "BMW entwickelt lieber SEIN Achtganggetriebe weiter".
Alles klar, keine weiteren Fragen. Kaum zu gkauben, was in den Zeitungen immer wieder für ein Unsinn steht.
Grüße,
diezge
"BMW lässt das ZF-Achtganggetriebe lieber auf Kosten seiner Kunden weiter entwickeln...."
Äh, das was VW will, gibt es doch schon in Form des i-DCD Getriebes von Schaeffler im Honda Jazz Hybrid. 7 Gänge, E-Motor an der Ausgangswelle.
Einfach größer skalieren und man kanns in größeren Autos verbauen mit einem beliebig großen Benziner davor.
Wo ist das Problem? 
Außer Marketing blabla steht echt nichts in dem Text.
Zitat:
@Stefan_Raba schrieb am 8. Juli 2017 um 17:58:46 Uhr:
Warum etwas neu erfinden, was Toyota schon vor 20 Jahren mit einer sehr einfachen und robusten Lösung erledigt hat?
Sieht eher aus als wären das ne Variation des Planetengetriebes von Toyota (wie übrigens in JEDEM Automaten mehrstufig verbaut) mit eben mehreren Stufen. Nur dass es mehrstufig ist und scheinbar diverse Sonnen- oder Planetenräder zusätzlich genutzt werden.
Getriebelos wie beim Tesla Model S machts auf Dauer keinen Sinn - dessen E-Motor wird bei richtig Speed gnadenlos bezüglich der Frequenz übersteuert. Mit 2-3 Schaltstufen ist man da auf der sicheren Seite.
Hallo, was meinst Du denn mit Übersteuert? Grüße Tom.
E-Motoren haben bei 50-60Hz die höchste Leistung, bei höheren Frequenzen fällt die Leistung (Wirkungsgrad) ab. Tesla geht AFAIK bis 120 Hz bei V-max hoch. Details siehe http://www.cbcity.de/zur-laengsdynamik-des-tesla-roadster-s
Somit hat das Ding seine maximale Leistung(!) etwa bei halber Maximalgeschwindigkeit und fällt danach deutlich ab. Mit einem 2:1 Planetengetriebe könnte "man" das technisch beheben. Macht beim Tesla Model S keinen Sinn, da der zu 99.9% eh bei weniger als halber Maximalgeschwindigkeit gefahren wird. Was ein kleinerer E-Antrieb eher nicht schaffen wird, die brauchen eigentlich nen Getriebe.
Zitat:
@GaryK schrieb am 9. Juli 2017 um 15:19:25 Uhr:
E-Motoren haben bei 50-60Hz die höchste Leistung, bei höheren Frequenzen fällt die Leistung (Wirkungsgrad) ab. Tesla geht AFAIK bis 120 Hz bei V-max hoch. Details siehe http://www.cbcity.de/zur-laengsdynamik-des-tesla-roadster-s
Meinst du nicht, dass du etwas stark pauschalisierst? E-Motoren können sehr unterschiedlich auf unterschiedliche Frequenzen konstruiert werden.
Die E-Motoren vom Prius 2 laufen mit bis zu 400Hz und sind irgendwo bei 100Hz am effizientesten, nur mal als Beispiel.
Neuere E-Motoren werden eher auf noch höhere Drehzahlen und damit höhere Frequenzen optimiert.
https://www.thyssenkrupp.com/.../electrical-steel.html
Zitat:
For conventional electric motors, such as those used in elevators or machine tools, the frequency is 50 hertz. By contrast, high-speed motors for electric and hybrid cars have frequencies of more than 400 hertz.
Können. Aber alle haben gemeinsam, dass ein 400 Hz Motor bei 800 Hz betrieben werden kann, jedoch deutlich an Wirkungsgrad nebst Leistung verliert. Was diesen übrigens auch deutlich heißer als gedacht werden lässt und irgendwann ein Kühlproblem bedingt. Da im Ausland oft genug 130er Limits existieren und in DE offen gefahren werden kann, schreit ein E-Antrieb danach den Bestpunkt nahe 130 zu legen und darüber halt Wirkungsgrad zu opfern. Kann man machen, muss es aber nicht.
Irgendwo zwischen einem 9-Gang Automaten und Direktantrieb wird es gescheite Kompromisse geben.
Am grünen Tisch kann man viel belabern.
in der Praxis kann man sich dann darüber Gedanken machen, ob es sinnvoll ist, ein Getriebe vorzuschalten oder nicht.
Beispiele: niemand kommt auf die Idee bei einer Lokomotive oder einem Schiffsantrieb ein Getriebe vorzuschalten.
BMW "benötigt" bei seiner flachen Elektroflunder ein einstufiges Getriebe.
Beim Fahrrad kann man belabern, ob der Motor vor das Getriebe gehört oder dahinter. in 10 Jahren werden wir da etwas weiter sein....