Konzeptionierung leistungsverzweigter Getriebestrukturen für Hybridfahrzeuge

Hybridantriebe stellen eine Möglichkeit zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und einen wichtigen Schritt zur Elektrifizierung der Fahrzeugantriebe dar. Eine Ausprägung von Hybridantrieben sind leistungsverzweigte Getriebestrukturen. Für diese wird in dieser Arbeit ein umfassender, systematischer Ansatz zur Konzeptionierung gezeigt, aus dem je nach Einsatzfall die optimalen Konzepte hervorgehen. Dazu wird zunächst die große potenzielle Konzeptvielfalt leistungsverzweigter Getriebe in einer Systematik erfasst und mögliche Ausführungsformen der wesentlichen Elemente dieser Strukturen untersucht. Zwei repräsentative Beispielanwendungen in Form eines gering und stark elektrifizierten Antriebs dienen der Veranschaulichung der Konzeptionierungsmethode. Im ersten Schritt findet eine strukturierte Anforderungsklärung und die Ableitung und Gewichtung von Bewertungskriterien in einem hierarchischen Zielsystem statt. Darauf folgt in einer erfinderischen Methode zur Getriebesynthese die Generierung aller sinnvollen Ein- und Mehrmodusgetriebe. Nach Herleitung eines umfassenden Formelwerks werden Methoden und Softwaretools zur Auslegung und Analyse der potenziellen Konzepte entwickelt und angewendet. Damit wird eine Auswahl und Konkretisierung Erfolg versprechender Konzepte ermöglicht, deren Herstellkosten anhand eines Kostenmodells abgeschätzt werden. Ein neu entwickeltes Bewertungsverfahren dient zum Vergleich der Getriebestrukturen bzgl. der Zielkriterien und zum Konzeptentscheid.

Hendrik Schröder studierte zwischen 2000 und 2005 an der Technischen Universität Braunschweig und der Technischen Universität Zaragoza Maschinenbau. Die vorliegende Doktorarbeit wurde zwischen 2005 und 2008 in der Konzernforschung für Antriebe der Volkswagen AG in Wolfsburg angefertigt. Das derzeitige Aufgabenfeld von Herrn Schröder umfasst zukünftige Antriebssysteme.