Themenbeschreibung

Bei der Entwicklung von modernen elektrischen Fahrantrieben für die Automobilindustrie liegt der Fokus immer mehr auf der thermischen Anbindung von hoch belasteten Komponenten. Durch eine Anpassung der Kühlung an die Belastung des E-Motors kann die Lebensdauer erheblich verlängert werden. Des Weiteren wird durch eine gute Wärmeübertragung der belasteten Komponenten an das umgebende Kühlmedium die Leistungsfähigkeit gesteigert. Bei aktuellen Kühlkonzepten wird durch eine zusätzliche elektrisch angetriebene Pumpe das Kühlmedium gezielt zu den betroffenen Komponenten geleitet.

Aufgabenstellung:
In dieser Abschlussarbeit soll untersucht werden, wie sich verschiedene Strömungssituationen auf das thermische Verhalten auswirken. Des Weiteren, sollen verschiedene Ölzufuhrkonzepte betrachtet werden, die einen Entfall der elektrischen Zusatzpumpe möglich macht.
Bei aktuellen Traktions-E-Maschinen wird das Getriebeöl durch die Rotorwelle geleitet, zusätzlich kühlt ein zweites Medium (Öl oder Wasser-Glykol) im Gehäuse. Aus bisherigen Kühlungsuntersuchungen stellte sich heraus, dass eine direkte Kühlung der hochbelasteten Komponenten (Wickelköpfe) ein Entfall der Mantelkühlung zulässt. Das ausströmende Öl aus der Rotorwelle kann in der E-Maschine unterschiedlich geführt werden und hat somit einen großen Einfluss auf die Wärmeleistung welche abgeführt werden kann. Die verschiedenen Möglichkeiten der Ölführung und deren thermischen Einfluss auf die elektrische Maschine sollen mittels einer CFD-Software simuliert werden.
Ziel ist es, unterschiedliche Gesamtsituationen gegenüberzustellen und diese technisch sowie betriebswirtschaftlich zu bewerten. Zusätzlich soll aufgezeigt werden, welches Kühlkonzept für die jeweilige Leistungsklasse erforderlich ist.

Betreuer:
Robert Lehmann
Daimler AG
Hybrid-/Elektroantriebe & E-Motoren (RD/RPT)
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70546 Stuttgart
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