OEM&Lieferant Ausgabe 2/2020

26 Hybrid und Elektromobilität Freilauf für Hybrid- und Elektrofahrzeuge Von Dr. Friedrich Brezger, Advanced Product Engineering, BorgWarner in Ketsch und Alexander Moser, Supervisor Advanced Product Engineering, BorgWarner in Ketsch BorgWarner bietet mit seinemMulti Mode Clutch Module (MMCM, Multimodikupplungsmodul) eine fortschritt- liche Lösung für den wachsenden Markt an Hybrid- und Elektrofahrzeugen. Der schaltbare, formschlüssige Freilauf bietet verschiedene Modi: Freilauf links/rechts, vollständig geöffnet oder gesperrt. Er wurde speziell für die Anforderungen heutiger hocheffizienter Fahrzeugantriebssysteme entwickelt. Einführung und Funktion Kupplungssysteme wie Klauen- oder Reib- kupplungen werden seit vielen Jahren in Getrieben eingesetzt. Eine Reibkupplung bietet bei Doppelkupplungsgetrieben Schlupf mit hoher Kontrolle beim Start. Zudem er- möglicht sie gleichzeitig die Dämpfung von Vibrationen des Verbrennungsmotors dank eines kontinuierlichen Schlupfes. Eine Klauenkupplung bietet den Vorteil, dass im entkoppelten Modus praktisch kein Schlepp- moment auftritt und eine natürliche Bi- stabilität besteht. Das MMCM vereint die entscheidenden Vorteile der Synchronisation in eine Richtung mit einem hohen Wirkungs- grad, indem es praktisch kein Schleppmo- ment aufweist und die Bistabilität beibehält. BorgWarner hat diese Technologie entwickelt, um eine verbesserte Leistung gegenüber her- kömmlichen Kupplungssystemen zu erzielen. Der schaltbare Klinkenfreilauf besteht sowohl aus einem äußeren als auch einem inneren Laufring, Sperrklinken und einem Nocken. Mit den Sperrklinken (siehe Abbildung 1) lässt sich das MMCM als Freilauf (One-Way Clutch, OWC) mit passiver Schaltung betreiben, bei der automatisch in den entgegengesetzten Modus geschaltet wird, entweder Freilauf/ Überholen oder Sperren/Übertragen. Mit dem Nocken wird die Bewegung der Sperrklinken gesteuert, sodass bis zu vier Modi verwendet werden können: Freilauf links/rechts, vollstän- dig geöffnet oder gesperrt. Kupplungen im Vergleich BorgWarner, seit Jahrzehnten Vorreiter bei der Entwicklung von Freiläufen, fertigt derzeit alle drei Typen: den Klemmkörper-, den Rollen- und den Klinkenfreilauf (siehe Abbildung 2). Die Sektorkupplung, welche einen Proportio- nalmagnet als Aktuator verwendet, besteht aus einemPaar Sperrklinken, demBetätigungs- hebel und einem Sensor zur Überwachung der Sperrklinken-Position. Der elektromechani- sche Aktuator der Sektorkupplung befindet sich in einem eiförmigen Design. Im Vergleich zumMMCM benötigt dieses Kupplungssystem weniger Platz, da nur eine kleine Fläche für eine Box in radialer Richtung notwendig ist. MMCM-Getriebeanwendungen Schaltbare Getriebe in Elektrofahrzeugen bieten vielfältige Vorteile wie Systemeffi- zienz, Reichweite, Gesamtbetriebskosten und viele mehr. In Bezug auf die Reichweite kann das MMCM den Wirkungsgrad eines Mehr- ganggetriebes und damit die Fahrzeugreich- Bilder/Grafiken: © BorgWarner Abb. 1: Das MMCM verfügt über vier Modi – Freilauf links/rechts, vollständig geöffnet oder gesperrt – mit einem rotierenden Nocken zum Umschalten zwischen den Modi