Entwicklung Eines Neuartigen Funktionsintegrierten Rotorkonzeptes Für Eine Hybridbremse Bestehend Aus Wirbelstrom- Und Reibbremse

Abstract

Die Bremsenergie elektrischer Fahrzeuge kann durch Rekuperation emissionsfrei zurückgewonnen werden. Allerdings ist die Rekuperationsleistung begrenzt und die überschüssige Bremsenergie wird bisher über eine Reibbremse dissipiert. Reibbremsen haben jedoch zwei wesentliche Nachteile: sie unterliegen Verschleiß und erfordern daher regelmäßige Wartung. Zudem entsteht dabei gesundheitsschädlicher Feinstaub, der in die Luft freigesetzt wird. Eine verschleißfreie Alternative bieten Wirbelstrombremsen. Diese verfügen prinzipbedingt über ein geringes Bremsmoment bei niedrigen Drehzahlen und sind nicht in der Lage, bis zum Stillstand zu bremsen. Allerdings kann die magnetische Anziehungskraft zwischen Rotor und Stator dazu verwendet werden, ein zusätzliches Reibmoment zu erzeugen. Der Reibkontakt wird durch die Verformung des Rotors bei hoher magnetischer Anziehungskraft initiiert, weshalb für den Rotor eine bestimmte axiale Steifigkeit gefordert wird. Im Rahmen dieser Arbeit wurden mehrere Konzepte für die strukturelle Gestaltung des Rotors entwickelt und verglichen. Dabei wurden elektromagnetische und mechanische Modelle aufgebaut, um die Einhaltung der Anforderungen zu überprüfen. Zusätzlich wurden die Konzepte hinsichtlich ihrer geometrischen Abmessungen optimiert, sodass abschließend ein Vergleich durchgeführt und das bestbewertete Konzept ausgewählt werden konnte. Für das finale Konzept konnte schließlich eine Verschleißreduktion von bis zu 98 % im Vergleich zu einer herkömmlichen Reibbremse erreicht werden.