OEM & Lieferant - Ausgabe 1/2021

16 Innovationen Unterstützt die Elektrifizierung des Antriebsstrangs Elektrifizierungskonzeptewie 48V-Bordnetze werden von Automobilherstellern vermehrt eingesetzt, um die Effizienz von Motoren zu verbessern und Emissionsvorgaben einzuhal- ten. Der eBooster von BorgWarner hilft bei der Erreichung dieser Ziele und sorgt außer- dem für optimiertes Ansprechverhalten sowie deutliche Drehmomentsteigerung insbeson- dere bei niedrigen Drehzahlen. Im Zusammenspiel mit dem eBooster, der die Aufladung im Teillastbereich des Motors opti- miert, kann der Turbolader zielgenau für den Volllastbetrieb ausgelegt werden. Dies führt zu verbessertem Ladungswechsel, senkt den Abgasgegendruck im Krümmer und verbes- sert die Motorleistung. Die zweite Generation des eBoosters geht an den Start BorgWarners eBooster wurde seit der Markt- einführung 2017 kontinuierlich weiterent- wickelt und zeichnet sich in der Gen2 durch deutliche Leistungssteigerungen und eine verbesserte Betriebseffizienz aus. Erlaubte die erste Generation des elektrisch angetriebenen 48V-Verdichters dynamischen Betrieb ledig- lich mit maximal 5 kW elektrischer Leistung für 20 Sekunden pro Minute, ermöglicht das Gen2-Modell erhöhte Spitzenleistung von 7 kW und zusätzlich eine kontinuierliche Nut- zung mit 2,5 kW. Der eBooster der zweiten Generation ging An- fang 2020 in die Serienfertigung und verfügt über eine ganze Reihe weiterer Verbesserun- gen. Dazu gehört eine Verbindung von Leis- tungselektronik und Stator mit geringerem Widerstand und damit besserem Wirkungs- grad sowie ein für höhere Drehzahlen ausge- legter robuster Rotor. Ein weiterentwickelter Verdichter mit reduzierter Massenträgheit sorgt für ein besseres transientes Verhalten, der neue EMV-Filter für geringere Leistungs- verluste und eine optimierte Filterwirkung. Unterbrechungsfreien Betrieb gewährleistet der modellbasierte Softwarekomponenten- schutz, und ein Prozessor mit zusätzlicher Re- chenkapazität übernimmt die feldorientierte Regelung (Field Oriented Control, FOC). Beiden Generationen gemeinsam ist der per- manenterregte Synchronmotor (PMS), der be- reits in der ersten Generation des eBoosters mit Vorteilen wie deutlich verbessertem NVH- und Ansprechverhalten des Motors sowie hö- herer Drehmomentdichte und optimiertem Wirkungsgrad überzeugte. Auch der Energie- bedarf während der Beschleunigung konnte damit gegenüber einem herkömmlichen Re- luktanzmotor erheblich reduziert werden. Für die neueste Generation des eBoosters wurde die Leistung des PMS-Motors noch weiter verbessert, indem das Trägheitsmoment des Rotors und des Verdichters reduziert und so- mit ein geringerer Stromverbrauch und ein schnelleres Hochlaufen ermöglicht wurden. Tabelle und Abbildung zeigen Gemeinsamkei- ten und Veränderungen zwischen Gen1 und Gen2 im detaillierten Vergleich. Leistungsfähiger durch Sinuskommutierung Um die Performance der zweiten Generation des elektrisch angetriebenen Verdichters zu steigern und Dauerbetrieb möglich zu ma- chen, setzt BorgWarner beim Gen2 eBooster auf Sinuskommutierung. Denn gegenüber der Blockkommutierung können damit die Wir- belstromverluste im Elektromotor reduziert werden. Die Sinuskommutierung sorgt darü- ber hinaus für einen weicheren Übergang bei weniger Welligkeit, wogegen bei Blockkom- mutierung schnellere Schwankungen erzeugt werden. BorgWarner stellt nächste Generation des eBoosters vor Von Dr.-Ing. Hermann Breitbach, Vice President Fuel Injection System Engineering, Dr.-Ing. Ralf Christmann, Director Product Development PC Turbochargers, Dipl.-Ing. Dietmar Metz, Technical Specialist eProducts, BorgWarner BorgWarner hat mit der zweiten Generation des elektrisch angetriebenen Verdichters wichtigeWeiterentwicklungs- stufen durchlaufen. Aufgrund seiner kompakten Abmessungen ist das robuste Aggregat für den Einsatz in kleinen Motoren geeignet. Es zeichnet sich zudemdurch verbessertesNVH-Verhalten, höherenWirkungsgrad und optimierte Arbeitsweise aus. T E I L E N Grafiken: © BorgWarner Querschnittansichten Gen1 vs. Gen2 eBooster