Schaeffl er KOLLOQUIUM 201012 Akti ves eDiff erenzial 178 Schaeffl er KOLLOQUIUM 2010 17912 Akti ves eDiff erenzial 12 12 Ak ti ves eDiff erenzial 179 Schaeffl er KOLLOQUIUM 2010 Schaeffl er KOLLOQUIUM 2010 178 Schaeffl er‘s akti ves Elektrodi ff erenzial Das Getriebe für den Antrieb der Zukun ft Dr. Tomas Smetana Thorsten Biermann Prof. Dr. Bernd-Robert Höhn, FZG München Franz Kurth, FZG München Dr. Christi an Wirth, ZG GmbH GarchingSchaeffl er KOLLOQUIUM 201012 Akti ves eDiff erenzial 180 Schaeffl er KOLLOQUIUM 2010 18112 Akti ves eDiff erenzial 12Vorwort Auf der Suche nach neuen Mobilitätskonzepten, moti viert durch die globale Klimaerwärmung so- wie die Verknappung fossiler Energieträger, tri tt der elektrische Fahrzeugantrieb immer stärker in den Vordergrund der Entwicklungen. Nach dem Willen der Bundesregierung soll Deutschland in den kommenden zehn Jahren zum Leitmarkt für Elektromobilität werden. Bis zum Jahr 2020 sollen bereits eine Million am Stromnetz au fl adbare Elek- trofahrzeuge und sogenannte Plug-In Hybridfahr-zeuge auf deutschen Strassen fahren. Da in den letzten Jahrzehnten, vor allem hinsicht- lich der Individualmobilität überwiegend an der Entwicklung verbrennungsmotorisch basierter An-triebskonzepte gearbeitet wurde, besteht momen-tan ein gewal ti ger Aufh olbedarf bei der Entwick- lung von elektrischen Antriebssträngen. Dabei gibt es nicht nur technische Aspekte zu beleuchten, sondern auch industrielle Strukturen und Lieferket-ten zu scha ff en, um elektrische Antriebsstränge für die Großserie herstellen zu können. Es gilt eine Vielzahl bereits bestehender Kompetenzen bei Zu-lieferern, Forschungsvereinigungen und Hochschu-len zu bündeln und in einem Netzwerk weiter aus-zubauen. Diese Ver fl echtung ermöglicht eine effi ziente und e ff ekti ve Nutzung bestehender Res- sourcen von der alle Beteiligten pro fi ti eren, indem sie zukun ft sfähige Systemtechnik für Fahrzeugan- triebe entwickeln. Unabhängig von dem Thema Elektromobilität, stei- gen die Zulassungszahlen von Straßenfahrzeugen und folglich auch die Verkehrdichte kon ti nuierlich an. Um dennoch die Anzahl von Unfällen zu redu-zieren, wurde die Kampagne eSafety gestartet, mit dem ehrgeizigen Ziel, die Anzahl der Verkehrstoten in der Europäischen Union innerhalb von nur zehn Jahren bis 2010 zu halbieren. Diese Aufgabe kann nicht nur allein durch verbesserte Straßenverhält-nisse bewäl ti gt werden. Auch der Antriebsstrang des Fahrzeugs muss mit der entsprechenden Rege-lung so intelligent ausgeführt werden, dass menschliche Fehlentscheidungen im Straßenver-kehr korrigiert werden können. Die Entwicklung entsprechender Fahrassistenzsysteme wurde be-reits eingeleitet. Die eigentliche Hardware, um der-arti ge Systeme auch im elektrischen Antriebsstrang sinnvoll einsetzen zu können, ist allerdings noch Neuland, das Chancen zur Innova ti on birgt.Einführung Historie Während der Entwicklungen zum S ti rnraddiff eren- zial entstand bei Schae ffl er bereits sehr früh die Idee, das Diff erenzial koaxial zu einem Elektromotor anzu- ordnen. Bereits die ersten Entwürfe zeigten, dass auf diese Weise ein extrem kompakter Antriebs-strang realisiert werden kann. Allein der innova ti ve, Schaeffl er-spezi fi sche Gedanke fehlte, da bereits Prototypen mit ähnlichen Anordnungen durch ande-re Unternehmen aufgebaut worden waren. In Zusammenarbeit mit der FZG München wurde schließlich die Idee entwickelt, das Getriebe mit einer Überlagerungsstufe zu kombinieren, um zu-sätzlich eine elektrische Querverteilung der Mo-mente in den Funk ti onsumfang zu integrieren. Ein wesentlicher Vorteil dieses innova ti ven An- triebssystems, das „ak ti ves Elektrodi ff erenzial“ bzw. „akti ves eDiff erenzial“ getau ft wurde, liegt neben dem deutlich verbesserten Fahrverhalten und der höheren Energiee ffi zienz in der möglichen Integra ti - on einer Fahrassistenz, um Unfälle zu vermeiden und akti v in die Steuerung des Fahrzeugs einzugrei- fen. Die Antriebsachse stellt folglich das eigentliche Werk