Simulative Untersuchung von elektrischen Antriebssträngen für Traktoren anhand von realen Belastungszyklen

Simon Mailhammer

Nutzen für den Teilnehmer

Der Beitrag zeigt insbesondere, wie unterschiedlich die Lastbereiche einzelner Arbeitsgeräte sind und welchen Einfluss dies auf die effiziente Auslegung des Gesamtsystems hat. Die Autoren zeigen, wie sich durch eine geschickte Auslegung der einzelnen Komponenten, insbesondere Motor und Getriebe, unterschiedliche Möglichkeiten zur Erreichung von hohen Energieeffizienzen ergeben. Ingenieure von OEMs bzw. Komponentenhersteller können diese Ergebnisse als Auslegungsrichtlinien für eigene Konzepte verwenden.

Zusammenfassung

Die Elektrifizierung von Traktoren bietet das Potential, den Eigennutzungsgrad von am Hof produzierter Energie zu steigern und die Betriebskosten von Traktoren zu senken. Um jedoch die Mehrkosten einer solchen Maschine im Betrieb zu kompensieren, muss der Antriebsstrang kostenoptimal und möglichst effizient ausgelegt werden. Aktuell zeigen die ersten kommerziell verfügbaren Traktoren und Konzepte unterschiedlichste elektrische Antriebstopologien.

Dieser Beitrag untersucht daher die Effizienz von achsnahen Antriebstopologien für elektrische Traktoren auf der Basis von Belastungszyklen aus Feldversuchen. Die quasi-statische Längsdynamiksimulation ermöglicht die Untersuchung von unterschiedlichen Leistungsklassen, indem die Belastungszyklen in ihrer Leistung skaliert werden. Basierend auf der Belastung werden dann die Auslegungsparameter der einzelnen Komponenten wie Inverter, Motor und Getriebe variiert. Die Ergebnisse zeigen für sechs unterschiedliche Arbeitszyklen die Einflüsse der unterschiedlichen Antriebstopologien, Motorenleistungen, Motortypen Ganganzahl und Gangabstufung und dienen als Auslegungshilfe für zukünftige Traktorkonzepte.