Bachelorarbeit "Konzeptentwicklung eines Kegelradgetriebes für ein E-Motorrad"
Im Zuge der fortschreitenden Elektrifizierung im Bereich der Kraftfahrzeuge werden neue Antriebskonzepte benötigt, um die Vorteile einer elektrischen Antriebsmaschine wirksam einzusetzen.
Die Abschlussarbeit gliedert sich dabei in die Themen Systembetrachtung und Analyse, Konzeptfindung und Vorentwurf, Berechnung und Konstruktion sowie eine abschließende Einordnung und Bewertung.
Als erster Schritt wurde das bestehende Konzept des IGEL internen Projekts i-Twin umfassend analysiert und die Besonderheiten und Anforderungen der Elektromotoren herausgearbeitet. Von großer Bedeutung war der intern definierte Fahrzyklus des Motorrads und die Bauraumanalyse des i-Twin Fahrwerks. Die Ergebnisse dieser Analyse wurden anschließend in einer Anforderungsliste spezifiziert und mit dem vorgegebenen Lastenheft validiert.
Das Ziel der Abschlussarbeit war es ein Getriebekonzept mit fester Übersetzung auf Basis von Kegelräder zu entwickeln und die Antriebsleistung der beiden Elektromotoren zu summieren. Dazu wurden in der Konzeptphase drei unterschiedliche Konzepte entwickelt und zu einem Grobentwurf mit ersten Rechnungen zur Machbarkeit entwickelt. Aus diesen drei Konzepten wurde mithilfe der gewichteten Punktbewertung nach dem Produktentstehungsprozess (PEP) das am besten bewertete Konzept ausgewählt und weiterentwickelt.
Als Basis für eine belastungsoptimierte Entwicklung des Kegelradgetriebes wurde ein Lastkollektiv mithilfe einer Simulation in MatLab Simulink© erstellt. Die Auslegung und Berechnung der erforderlichen Tragfähigkeiten und Lebensdauern der einzelnen Machinenelemente wurde mithilfe der Berechnungssoftware FVA Workbench 8.1© erstellt. Die Konstruktion des Getriebes und des Gussgehäuses erfolgte mit der CAD-Software Catia V5©. Das Ergebnis der Arbeit ist ein vollständiger funktionsfähiger Entwurf eines Kegelradgetriebes mit fester Übersetzung für das i-Twin Motorrad.
Die Ergebnisse der Bachelorarbeit sind vielversprechend. Eine feste Übersetzung in einem Elektromotorrad bietet die Möglichkeit eines geringeren Bauraums und einer gesteigerten Effizienz, da im Gegensatz zum konventionellem Schaltgetriebe keine Zugkraftunterbrechung auftritt. Durch den geringeren Bauraum ist es möglich einen größeren Batteriespeicher zu implementieren und damit die Reichweite des Motorrads zu erhöhen. Der Entwurf bildet damit eine Basis für weitere Entwicklungen im Bereich des Antriebsstrangs bei elektrisch angetriebenen Motorädern.
