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Unter hoher Belastung – über die ganze Distanz: Bosch liefert Hybridsystem für neuen Le Mans Daytona Hybrid

Mensch und Material am Limit: Langstreckenrennen sind der ultimative Härtetest des Motorsports. 2023 läutet die neue Prototypenklasse – Le Mans Daytona hybrid (LMDh) – eine neue Ära für eine der wichtigsten und angesehensten Formen des Motorsports ein. Bosch Motorsport tritt als Lieferant des Einheits-Hybridsystems den Beweis für seine Expertise, Ausdauer und Leistung an.

Computergeneriertes Bild eines LMDh-Prototyps, der dynamisch durch eine Kurve fährt.

Ein System für alle: Hersteller, Rennserien, Herausforderungen

Eine historische Entwicklung im Motorsport und Bosch ist Teil der treibenden Kraft: Zum ersten Mal seit über 20 Jahren können Hersteller und Teams wieder mit demselben Auto in der FIA World Endurance Championship und der IMSA WeatherTech SportsCar Championship um den Gesamtsieg kämpfen, ohne dass Änderungen am Fahrzeug erforderlich sind. Die neue Klasse legt den Schwerpunkt auf Kraftstoffeinsparung, Nachhaltigkeit und Kosteneffizienz mit Einheitsteilen wie dem Hinterrad-Hybrid-Antriebssystem.

Als leitender Entwickler und Integrator dieses Systems stellt Bosch Motorsport sein langjähriges Know-how und seine Kompetenz im Motorsport auf höchstem Niveau und unter härtesten Bedingungen unter Beweis – und das nicht nur in Bezug auf Hardware und Software, sondern auch im perfekten Zusammenspiel aller Komponenten und Partner.

Going the Distance – die Doku-Serie zur Entwicklung

Doku-Serie zur Entwicklung

Bevor Fahrer und Auto auf der Rennstrecke ans Limit gehen, haben die Ingenieure von Bosch Motorsport bereits ihr ganz eigenes Ausdauerrennen absolviert. Werfen Sie einen Blick hinter die Kulissen und lernen Sie das Team hinter der Entwicklung des Hybridsystems kennen.

Systemübersicht

In einem intensiven Entwicklungsfenster hat Bosch alle Komponenten einschließlich einer intelligenten Hybrid-Power-Management-Software entwickelt. Voraussetzung dafür war eine enge Zusammenarbeit mit Chassis-Konstrukteuren, Batterie- und Getriebepartnern sowie den beiden Rennserien und allen Herstellern.

Computergenerietes Bild eines transparenten LMDh-Prototyps, in dem alle Komponenten des Hybridsystems lokalisiert sind.
Übersicht des Gesamtsystems
Computergenerietes Bild der Motor Generator Unit in einem transparenten LMDh-Prototyp.
Die bis zu 200 kW starke Motor Generator Unit ist das Herzstück des Systems und wurde speziell für die hohen Ansprüche der LMDh entwickelt.
Computergenerietes Bild des Inverters in einem transparenten LMDh-Prototyp.
Die Motor Control Unit, ein Inverter, liefert maximalen Wirkungsgrad bei minimalem Gewicht und Volumen und sorgt für eine optimale Steuerung des Elektromotors und einen perfekten Energiefluss zwischen Motor und Batterie.
Computergenerietes Bild des Electric Brake System in einem transparenten LMDh-Prototyp.
Das elektrische Bremssystem mit Brake-by-Wire-Technologie ermöglicht den effizienten Einsatz der Hydraulikbremsen und die Rekuperation
 Computergenerietes Bild der Hybrid Control Unit in einem transparenten LMDh-Prototyp.
.Die Hybrid Control Unit empfängt die Eingangssignale des Fahrers, wie z. B. Pedaleingaben und Fahrzeuggeschwindigkeiten, und nutzt diese, um die Energie des Systems zu verwalten, das Drehmoment zu steuern und den Motor, die Batterie und den konventionellen Antriebsstrang zu koordinieren.
Computergenerietes Bild der Hoch- und Niedervoltverkabelung in einem transparenten LMDh-Prototyp.
Die robuste Hoch- und Niedervoltverkabelung bildet das Rückgrat des gesamten Systems.
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Motor-Generator-Einheit

3D Rendering der Motor-Generator-Einheit in einem transparenten LMDh-Prototyp.
Die MGU von Bosch für die LMDh-Prototypen bietet eine hohe Leistung und Zuverlässigkeit.

Die Hochvolt E-Maschine oder Motor-Generator-Unit (MGU) liefert bis zu 200 kW und ist direkt an das Getriebe angeschlossen. Sie kann als Generator oder als Motor betrieben werden. Als Generator wandelt sie die Bewegungsenergie des Fahrzeugs in elektrische Energie um und führt diese in die Batterie zurück, um sie später wieder zu nutzen. Als Motor nutzt sie elektrische Energie aus der Batterie, um das Fahrzeug anzutreiben. Die Drehmomentcharakteristik ist auf die unteren Bereiche optimiert, was für eine deutlich schnellere Beschleunigung aus den Kurven sorgt. Die maximale Drehzahl ist durch das Reglement auf 20000 Rpm festgelegt.

Motor-Control-Unit (Inverter)

Die Motor-Control-Unit (MCU) ist eine motorsportspezifische Weiterentwicklung eines Serien-Hochspannungs-Wechselrichter zum Betrieb einer 3-phasigen Bosch MGU mit bis zu 200 kW. Ihre Hauptfunktionen sind die Drehmoment-, Drehzahlsteuerung, sowie das Thermomanagement, das Derating, als auch das Hybridmanagement und die Fehlererkennung. Die verwendete Siliziumkarbid-Halbleitertechnologie sorgt für eine Platz- und Gewichtsoptimierung und, besonders wichtig für Langstreckenrennen, für eine hervorragende Balance zwischen Robustheit und Effizienz. Die extreme Leistungsdichte und die hohe Schaltfrequenz ermöglichen den Betrieb der E-Maschine bei sehr hohen Drehzahlen mit maximaler Effizienz und Leistung.

Ein transparenter Pkw neben einem transparenten LMDh-Prototyp; in beiden Fahrzeugen ist der Inverter bildlich hervorgehoben.
Ob im Motorsport oder in der Serie, die Leistungselektroniken von Bosch bringen Elektromobilität an die Spitze.

Electric Brake System

Das Electric Brake System (EBS) nutzt die sogenannte Brake-by-Wire-Technologie, welche das Bremsmoment des E-Motors (MGU) mit dem traditionellen Bremsdruck des hydraulischen Bremssystems intelligent ausbalanciert. Das System ist dadurch leichter und kompakter als herkömmliche Bremssysteme. Es ermöglicht die automatische elektronische Dosierung des hinteren Bremskreises zur Unterstützung des Fahrers bei der Bremsbalance zwischen hydraulischem Bremsmoment und elektrischem Regenerationsmoment. Wenn der Fahrer das Bremspedal betätigt, wird die elektronische Steuereinheit aktiviert, der Elektromotor dreht sich in umgekehrter Richtung und die Bewegungsenergie des Fahrzeugs wird in elektrische Energie umgewandelt und in die Batterie zurückgeführt.

Hybrid Control Unit

Computergenerietes Bild der Hybrid Control Unit in einem transparenten LMDh-Prototyp.
Die zuverlässige Hybrid Control Unit steuert und koordiniert die Funktionen des Hybridantriebssystems.

Die Hybrid Control Unit (HCU) ist ein wichtiger Bestandteil des Hybridantriebssystems und spielt eine entscheidende Rolle bei der Steuerung und Regelung des Energieflusses zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Elektromotor. Sie ist robust und langlebig und kann auch bei hohen Belastungen zuverlässig und besonders schnell auf Veränderungen im Fahrverhalten und den Energiebedarf des Fahrzeugs reagieren. Die Steuereinheit ist in der Lage, die Antriebsstrangfunktionen in Echtzeit zu optimieren, um eine möglichst hohe Leistung zu erzielen. Zusätzlich überwacht und bewahrt die Hybrid Control Unit die Sicherheit innerhalb des Hybridsystems.

Intelligente Software für das Hybrid-Leistungsmanagement

Intelligente Software für das Hybrid-Leistungsmanagement

Intelligente Software für das Hybrid-Leistungsmanagement

So robust und leistungsfähig die Komponenten auch sind, das System erwacht erst dann zum Leben, wenn sie alle die gleiche Sprache sprechen.

Hier kommt Software ins Spiel: Bosch Motorsport hat sein umfassendes Know-how in der Softwareentwicklung gebündelt und mit der Hybrid-Performance-Management-Software das Maximum aus dem System herausgeholt. Die intelligente Software regelt die Verteilung des Drehmoments zwischen Verbrenner, E-Maschine und Brake-by-Wire-System auf der Grundlage der Fahreranforderung.

Mehr über Bosch Motorsport und LMDh

Sehen Sie sich unsere Serie "Going the distance" an und begleiten Sie das Bosch Motorsport Team auf seinem Ausdauerrennen zum Start des LMDh-Klassements.