Holistic Optimization of Electric Powertrains

BorgWarner hat eine ganzheitliche Methodik zur Optimierung elektrischer Antriebsstränge entwickelt, indem Antriebsumrichter, elektrische Maschine und mechanisches Getriebe gemeinsam optimiert werden. Dieser Ansatz verwendet hochpräzise Komponentenmodelle, um Leistung, Größe, Effizienz, Materialzusammensetzung und Kosten abzuschätzen. Die Methodik adressiert den wachsenden Markt für Elektrofahrzeuge, der den Druck erhöht, Entwicklungszeiten und Kosten zu reduzieren und gleichzeitig die Effizienz zu verbessern. Herkömmliche Methoden optimieren Komponenten separat, was zu suboptimalen Lösungen und längeren Entwicklungszeiten führt. Die vorgeschlagene Methode nutzt parallele Kooptimierung, wodurch sich die Rechenzeit erheblich verringert und eine praktische kommerzielle Nutzung ermöglicht wird. Der Artikel skizziert das Optimierungsverfahren, einschließlich Anforderungsdefinition, Komponentenperformance und Kostenmodelle sowie ausgewählter Optimierungsalgorithmen. Eine Fallstudie veranschaulicht die Anwendung der Methode auf Personenkraftwagen und zeigt Zielkonflikte zwischen Motorkosten und der Effizienz des Antriebsstrangs auf. Die Arbeit umfasst auch eine Sensitivitätsanalyse, um die Auswirkungen von Leistungsanforderungen auf das resultierende System zu verstehen und wertvolle Informationen für frühe Zieldefinitionsdiskussionen bereitzustellen.