Transmisión vectorial de par para vehículos eléctricos

Transmisión vectorial de par para vehículos eléctricos

Gran alcance, dinámica de conducción ágil y excelente seguridad: estos son los objetivos que el proyecto de movilidad eléctrica Visio.M se esfuerza por alcanzar. Investigadores de la Technische Universität München (TUM) han desarrollado una transmisión vectorial de par con características que se adaptan de forma óptima a los vehículos eléctricos.

Un factor limitante para la autonomía de conducción de los vehículos eléctricos es la cantidad de energía suministrada por las baterías. Para recuperar la mayor cantidad posible de energía de frenado, los ingenieros del Gear Research Center (FZG) en la TU München han desarrollado un transmisión vectorial de par ligera para vehículos eléctricos .

“Mientras que el par motor normalmente se distribuye 50/50 a las ruedas del eje motriz, nuestro sistema de vectorización del par dosifica el par entre las ruedas según sea necesario”, explica el ingeniero Philipp Gwinner de FZG. “Esto también garantiza una dinámica de conducción particularmente buena”. Cuando un vehículo acelera en una curva, se aplica un par mayor a la rueda exterior. El auto se dirige solo hacia la curva. El resultado: mayor agilidad y, al mismo tiempo, un manejo en carretera más seguro.

Recuperación de la energía de frenado en curvas

Sin embargo, aún más importante para los investigadores es la recuperación eficiente de la energía de frenado. Normalmente, los frenos convierten la energía cinética en calor. Los llamados sistemas de recuperación pueden evitar esto. Funcionan según el principio de una dínamo de bicicleta, que convierte la energía extraída de la rueda en energía eléctrica. En el caso de los vehículos eléctricos esta energía se puede utilizar para recargar las baterías , ampliando así el campo de prácticas.



Desafortunadamente, en las curvas la recuperación de la energía de frenado es limitada ya que la rueda interior soporta una carga significativamente menor que la rueda exterior. La función de vectorización de par ajusta el par de recuperación para ambas ruedas individualmente. Esto aumenta la estabilidad del vehículo y, al mismo tiempo, permite recuperar más energía.

Menos peso, menor costo

Las transmisiones de vectorización de par se utilizan hoy en día en modelos selectos de automóviles y automóviles deportivos con motores de combustión . Debido a su alto costo y peso adicional, las transmisiones de vectorización de par aún no han encontrado aplicación en vehículos eléctricos. El objetivo de los investigadores era, por tanto, optimizar la transmisión para vehículos pequeños con accionamiento eléctrico.

En lugar de los engranajes cónicos estándar que se usan en las transmisiones diferenciales, los ingenieros desarrollaron un diferencial de engranajes rectos en el que se puede aplicar un par adicional desde el exterior a través de una caja de cambios planetaria superpuesta . Utilizando una máquina de vectorización de par eléctrica pequeña (en comparación con el motor de accionamiento), pueden generar un gran momento de guiñada a cualquier velocidad para lograr la dinámica de conducción deseada.

Él la carcasa de los primeros prototipos está hecha de aluminio . Para ahorrar aún más peso, la carcasa de aluminio se sustituirá por una carcasa compuesta de aluminio y fibra sintética reforzada. Para reducir las fuerzas que actúan sobre la carcasa sin aumentar el ruido de los engranajes, que es fundamental en los vehículos eléctricos, los investigadores han desarrollado un engranaje especial libre de fuerzas axiales. Esta y otras optimizaciones de los elementos de construcción condujeron a una reducción del peso de la caja de cambios de más del diez por ciento.

“Lo elegante de la transmisión de vectorización de par que hemos desarrollado es que no solo tiene un mayor nivel de recuperación y, con ello, una mayor autonomía de conducción”, dice el profesor Karsten Stahl, director de FZG, “la transmisión también mejora la conducción en carretera. Dinámica de conducción, placer de conducción y seguridad. Las medidas de optimización que mejoran continuamente nos dejan optimistas de que, en un futuro cercano, tanto el peso como el costo podrán competir con las transmisiones diferenciales estándar actuales”.

Los participantes en el consorcio Visio.M son, además de las empresas de automoción BMW AG (director principal) y Daimler AG, la Universidad Técnica de Múnich como socio científico, y Autoliv BV & Co. KG, el Instituto Federal de Investigación de Carreteras (BAST), Continental Automotive GmbH, Finepower GmbH, Hyve AG, IAV GmbH, InnoZ GmbH, Intermap Technologies GmbH, LION Smart GmbH, Amtek Tekfor Holding GmbH, Siemens AG, Texas Instruments Germany GmbH y TÜV SÜD AG como socios industriales. El proyecto está financiado por el programa prioritario 'Tecnologías clave para la movilidad eléctrica - STROM' del Ministerio Federal de Educación e Investigación (BMBF) por un período de 2,5 años con un presupuesto total de 10,8 millones de euros.