Allgemeines Projekt

Elektromechanisches Bremssystem für Elektroautos

In diesem Projekt wurde der Prototyp einer elektromechanischen Bremseinheit entwickelt. Das Ziel war die effiziente Nutzung der Bremssysteme auch als aktives Element zur Unterstützung der Lenksysteme mittels Torque-Vectoring.

Problemstellung

Bei der elektromechanischen Bremse handelt es sich um ein neuartiges Konzept zum Bremsen von Elektrofahrzeugen. Dabei wird die komplette Hydraulik durch einen speziell entwickelten Mechanismus ersetzt.

Im Rahmen einer Bachelorarbeit wurde dazu verschiedene Konzepte erstellt und verglichen. Aus dem vielversprechendsten Entwurf wurde ein Prototyp gefertigt, der dann auf Funktionalität getestet werden konnte.

Konzept

Der Kraftübertragungs-Mechanismus (FTM) wurde in Zusammenarbeit mit dem Industriepartner entwickelt.  Für die optimale Funktion des FTM war das Wissen über die Steifigkeiten des gesamten Systems von grösstem Interesse. Deshalb wurden auf einer hydraulischen Presse detaillierte Laserdistanzmessungen an den verschiedenen Systemkomponenten durchgeführt. Mithilfe der Messung war es möglich die Berechnungsmodelle in dessen Genauigkeit hinsichtlich der Steifigkeiten zu verbessern.

Topologie Optimierung

Mithilfe einer Topologie Optimierung konnte die Steifigkeit des Bremssattels signifikant verbessert werden.

Festigkeitsnachweis mittels FKM-Richtlinie

Um einen Ausfall zu vermeiden, wurde ein Ermüdungsfestigkeitsnachweis nach der FKM-Richtlinie erbracht. Dazu wurden die Spannungen des Bauteils mittels einer FEM Ansatzes berechnet und direkt im FEM-Programm nach FKM-Richtlinie ausgewertet.

Resultat

Das Projekt konnte erfolgreich abgeschlossen werden. Es wurde eine umfangreiche Dokumentation mit den Ergebnissen erstellt und mögliche Verbesserungsansätze für die Weiterentwicklung aus den Messergebnissen abgeleitet. Zudem konnten mithilfe des Prototyps auch schwächen identifiziert werden. Die Arbeit wurde später vom Industriepartner weiterentwickelt und befindet sich nun in einem Testfahrzeug.