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Lastschaltbares Zweiganggetriebe für Elektro- und Hybridfahrzeuge

Zulieferer Getrag hat ein lastschaltbares Zweiganggetriebe für Elektro- und Plug-In-Hybridfahrzeuge entwickelt. Dieses Doppelkupplungsgetriebe soll eine überschneidende Schaltung ermöglichen, ohne vorher eine Synchronisierung oder Klauenschaltung betätigt zu haben. Diese Mehrgängigkeit führt laut Unternehmen zu einer besseren Anfahrleistung bei höherer Maximalgeschwindigkeit. Im Rahmen der Internationalen Automobil-Ausstellung (IAA) 2011 feiert diese elektrische Antriebseinheit, mit einem Gewicht (trocken) von 42 Kilogramm, mit der Bezeichnung 2eDCT600 (Bild) ihre Weltpremiere.

Aufgrund eines modularen Baukastens sollen sowohl achsparallele als auch koaxiale Antriebsstranganordnungen möglich sein. Das Doppelkupplungsgetriebe eignet sich für reine Elektrofahrzeuge beziehungsweise für Plug-In-Hybridfahrzeuge oder auch Range-Extender. Ausgelegt sei es für ein maximales Eingangsmoment der E-Maschine von 500 Newtonmeter und ein Abtriebsmoment von 6000 Newtonmeter. Die maximale Antriebsdrehzahl liegt bei 13000 1/min. Als Kupplung sollen zwei Nasskupplungen auf einer Zwischenwelle dienen, geschaltet werde durch elektro-hydraulische Kupplungsbetätigung. Optional könne die Antriebseinheit mit einem Sperrdifferenzial ausgestattet werden. Weitere Optionen seien eine koaxiale Antriebsstranganordnung sowie auch eine integrierte Kühlung des Traktionsmotors.

Laut Zulieferer soll mit diesem Antriebsstrang die Reichweite im elektrischen Modus bis zu zehn Prozent verlängert werden können - je nach Konfiguration. Das Konzept ermögliche somit gleichzeitig Einsparungen der Batterieleistung, Reichweitenverlängerung und hohen Fahrkomfort durch das integrierte Powershift-Getriebe ohne Zugkraftunterbrechung.

Zudem wird anlässlich der IAA ein funktionstüchtiger Prototyp des Getrag-Boosted-Range-Extender gezeigt, der sich in der Erprobung befindet. Mittlerweile sei diese im Rahmen der IAA 2009 präsentierte Studie in einen Ford Fiesta integriert und mit den zusätzlichen Komponenten für das elektrische Fahren ausgestattet worden. Die gesamte Steuerung des Hybrid-Antriebsstrangs wurde bei Getrag entwickelt. Im Motorraum sei es gelungen, den konventionellen Antriebsstrang ohne Veränderungen der Fahrzeugstruktur durch das neue Getriebe mit einem kostengünstigen Dreizylinder-Ottomotor auf Effizienzlevel eines Dieselmotors sowie einem 88 kW starken Elektromotor zu ersetzen. Dort sei auch die Leistungselektronik für die E-Maschine untergebracht sowie ein verändertes Kühlsystem für die zusätzlichen Edrive-Komponenten eingebaut. Die Hochvoltbatterie befindet sich im Kofferraum. Weitere Hybridkomponenten, wie Steuergeräte und DC/DC-Wandler mit Ladefunktion, sitzen unterhalb des Kofferraumbodens, wodurch der Fahrgastraum weiterhin vollständig genutzt werden kann. Der Boosted-Range-Extender soll mit seinen zwei Gängen sowohl für die E-Maschine als auch für den Direktantrieb durch den Verbrennungsmotor ein kostenoptimiertes, skalierbares Konzept mit hohen Reichweiten und dynamischem Fahrkomfort in jedem Betriebsmodus bieten.

Das Doppelkupplungsgetriebe ist eines der zukünftigen Powershift-Getriebe des Unternehmen. Das DCT451 beinhaltet gegenüber dem Vorgänger einen höheren Wirkungsgrad, neue Software Features, optional Park-by-Wire und bis zu sieben Gänge. Das Getriebe unterstützt Start-Stopp-Systeme ohne zusätzliche Hardware wie eine elektromotorisch betriebene Pumpe oder Druckspeicher. Auf Basis des DCT451 wurde eine Mild-Hybrid-Ausführung mit integrierter Elektromaschine entwickelt: das 6/7HDT451. Diese Mild-Hybrid-Variante mit unveränderter Baulänge zum Basisgetriebe eignet sich für den Front-Quer-Einbau im Mittel- und oberen Mittelklasse-Segment sowie in Sport Utility Vehicles (SUV). Die Vermeidung einer Zugkraftunterbrechung und ein hohes Dauerdrehmoment der E-Maschine von 110 Newtonmeter sollen ein sportliches und dynamisches Fahrerlebnis ermöglichen. Das 6/7HDT451 kann die Fahrleistung bei unverändertem Verbrennungsmotor erhöhen oder alternativ das Downsizing des Verbrennungsmotors und damit die Verringerung von CO2-Emissionen ermöglichen.

Zur weiteren Optimierung der Powershift-Doppelkupplungsgetriebe dient als Komponente nun auch eine eigens vom Unternehmen entwickelte Kupplung. Die nasse Doppelkupplung DC500 ermögliche eine ganzheitliche Optimierung der Subsystem-Interaktionen und verbessere die Anpassungsfähigkeiten des Übertragungsverhaltens an die Fahrzeugeigenschaften. Dabei soll der Schwerpunkt auf der Minimierung von Schleppverlusten, des Gewichts und der Massenträgheit liegen und so zu einer Verbesserung der Kraftstoffeffizienz führen. Die DC500 eignet sich für Diesel- sowie Benzin-Anwendungen bis zu 8200 1/min. Im Rahmen des modularen Baukastensystems sei außerdem die nasse Doppelkupplung DC300 entwickelt worden, die zu allen zukünftigen kleinen Powershift-Getrieben bis 300 Newtonmeter passe.
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