Die richtigen Sensoren im Elektroauto.

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Posted by Steffen Witzemann - 08 März, 2018

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Nicht nur in Verbrennungsmotoren zur Kennfeldregelung, sondern auch in Elektrofahrzeugen wird ein immer größerer Bedarf an Drehmomentinformationen benötigt. Das Drehmoment ist zum einen die Leistungsgröße für das Fahrzeug, aber zum anderen auch eine entscheidende Größe, wenn es um den Fahrkomfort geht.
 

Weshalb Sensoren im Elektroauto wichtig sind

 
In Elektroantrieben für Autos ist es in Zukunft so, dass der Abtrieb des Elektromotors fast direkt mit der Antriebsachse verbunden ist. Somit ist in vielen Fällen kein oder nur ein sehr rudimentäres Getriebe dazwischen. Diese direkte Verbindung führt dazu, dass das vom Elektromotor abgegebene Drehmoment direkt auf die Antriebswelle wirkt, d.h. einen direkten Kraftfluss zur Folge hat. Dieser direkte Kraftfluss ist bezüglich Sicherheitsaspekte zu betrachten. Ein Ausfall des Elektromotors oder eine ungewollte Leistungsabgabe wirkt sich direkt auf das Fahrverhalten des Fahrzeugs aus.  Es ist daher notwendig für den Serieneinsatz viele zusätzliche Sensoren zu verbauen, um Fehlerfälle abzufangen oder zu plausibilisieren, um geeignete Notabschaltungen einzuleiten.
Nicht nur vom Elektromotor auf den Antrieb, sondern auch Krafteinwirkungen von der Straße wirken direkt auf den Elektromotor zurück. Diese bidirektionalen Kraftflüsse gilt es in Serienanwendungen zu messen, kontrollieren und entsprechend in den funktionalen Sicherheitskreisen zu beurteilen. Mit einem Drehmomentsensor, der direkt an der Antriebswelle die Kraft messen kann, ist es möglich diese sicherheitsrelevanten Informationen zu sammeln und an die Steuerung weiterzugeben.

Wo werden Drehmomentsensoren im Auto eingesetzt?

 
  • Getriebe: Elektrogetriebe werden häufig über das Drehmoment geregelt
  • Achsantrieb: Elektromotoren werden an der Vorder- oder Hinterachse platziert
  • ABS: Der Drehmomentsensor kann zusätzlich die entstehende Kraft messen
  • Direktantrieb: Es gibt bereits Elektroantriebe in Rädern zum Fahren und Bremsen
 
 
Lesen Sie hier wie Elektrifizierung die Mobilität revolutioniert und welche  Rolle die Drehmomentsensorik spielt!
 

Wie Drehmomentsensoren auch bei Radantrieben messen können

 
Beim Einsatz von Elektromotoren für das gesamte Fahrzeug ist dies noch einfach. Bei der Verwendung von Radantrieben wird es bereits schwieriger. Jeder Antrieb an jedem Rad hat ein eigenes Leistungsverhalten, welches aufeinander kalibriert werden kann, jedoch durch Alterungseffekte verstimmt werden kann. Die Abstimmung dieser Elektromotoren bestimmt das Fahrverhalten des Fahrzeugs. Ohne eine direkte Messung von Parametern am Elektromotorausgang ist es nahezu unmöglich das Fahrverhalten des Fahrzeugs zu bestimmen. Mit dem Einsatz von Drehmomentsensoren an diesen Elektromotoren kann das Verhalten jedes einzelnen Elektromotor instant gemessen werden und als Stelleingang in das Steuergerät dienen, um eine Regelung der Motoren durchzuführen.
 
Sensoren im Elektroauto
 

In diesen Bereichen sind die Sensoren außerdem relevant

 
Nicht nur der Antrieb direkt, auch der Fahrkomfort kann mittels Kraftsensoren verbessert werden. So kann z.B. über den Einsatz von Drehmomentsensoren am Sperrdifferential das Moment auf dem einzelnen Rad exakt geregelt werden, was zu einem optimalen Kurvenverhalten des Autos führt. Die Informationen, die zum Torque Vectoring benötigt werden, können nicht nur das fahrdynamische Verhalten verbessern. Grundsätzlich können Sie auch verwendet werden, um den Schlupf des Rades zu messen und entsprechend als Stellgröße für eine Antischlupfregelung zu dienen. Neben diesen klassischen Einsatzmöglichkeiten für Drehmomentsensoren gibt es weitere Einsatzbereiche in der E-Mobility. So können Sensoren verwendet werden, um das Gewicht des Fahrzeugs direkt zu messen und zu bestimmen wie viel Ladung zusätzlich aufgenommen wurde. Diese Information ist wichtig für die Verbrauchsbestimmung oder als Eingangsgröße für das Beschleunigungs- und Abbremsverhalten des Fahrzeugs. Weitere Einsatzmöglichkeiten gibt es im Bereich der Lenkung zur Messung der Lenkkräfte. Lesen Sie hier mehr zum Thema Drehmomentsensoren im Elektromotor und der LKW der Zukunft!

Topics: Drehmomentsensor im Elektromotor

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