Pressemeldung
25. August 2021

Genau hingehört – so klingt und schwingt die Elektromobilität

  • Geräusche und Schwingungen der Nebenaggregate spielen in Elektrofahrzeugen eine größere Rolle als bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren
  • Optimierte Lagerungen halten den Motor in Position und schützen die Insassen vor unangenehmen Geräuschen und Vibrationen
  • Anwendungsorientierte Materiallösungen sorgen für optimierten Komfort

Hannover, 25. August 2021. Wenn man genau hinhört, bietet die Geräuschkulisse in einem Fahrzeug auch ohne die aktuellen Hits aus dem Radio ein ganzes Orchester an verschiedenen Tönen: Der Fahrtwind rauscht mal laut, mal leise, je nach Geschwindigkeit. Der Blinker gibt einen regelmäßigen Rhythmus vor. Klimakompressor und Servomotor summen. Die Reifen quietschen bei allzu heftigen Manövern. Und Brems- und Parkassistenten piepen, wenn der Abstand zu klein wird. Die Mitfahrenden nehmen viele dieser Tonlagen jedoch kaum wahr – zumindest dann, wenn das Fahrzeug durch einen Verbrennungsmotor angetrieben wird. Denn der Motor übertönt einen Großteil der anderen Schallquellen. Im Elektroauto fällt dieses, auch als Maskierungseffekt bekannte Phänomen dagegen größtenteils weg – und stellt das Team von Continental vor neue Herausforderungen.

Mit Schwingungstechnologie gegen hohes Pfeifen und dumpfes Magenkribbeln

Nachdem sich viele Fahrzeughersteller bei der Konstruktion von Elektrofahrzeugen zunächst auf die Entwicklung des Antriebsstrangs und die Verlängerung der Reichweite konzentrierten, nehmen mittlerweile andere Faktoren wie Komfort und Wohlbefinden der Fahrzeuginsassen an Bedeutung zu. Denn auch wenn der Elektroantrieb objektiv leiser ist als ein Verbrennungsmotor, so werden seine hochfrequenten Geräusche im teils vierstelligen Hertzbereich von Menschen beispielsweise als unangenehmes Pfeifen wahrgenommen. Dies liegt vor allem an der unterschiedlichen Funktionsweise der beiden Motoren: In einem Verbrennungsmotor werden in jedem Zylinder kleine Explosionen erzeugt, während der Elektromotor das Fahrzeug mithilfe eines rotierenden Magnetfelds antreibt.

Auch das Gefühl ist im Elektrofahrzeug ein anderes: Durch die elektromagnetische Krafterzeugung und die höhere Drehzahl des E-Motors wirken die Kräfte und Momente im Fahrzeug nahezu unverzögert. Wenn dann die Karosserie zum Schwingen gebracht und dies durch die Eigenfrequenz der Struktur, beispielsweise des Motorgehäuses, weiter verstärkt wird, führt es zu spür- und hörbaren Phänomenen, welche sich zum Beispiel als dumpfes Kribbeln in der Magengegend oder als tonales Pfeifen äußern können. Ingenieurinnen und Ingenieure sprechen in diesem Zusammenhang auch von NVH-Verhalten. Dabei steht die Abkürzung NVH für die englischen Begriffe Noise (Lärm), Vibration (Schwingung) und Harshness (Rauheit).

Um diese hochfrequenten Anregungen von Motor und Fahrbahn so effizient wie möglich von der Karosserie zu isolieren, kommt der Lagerung von Motoren und Fahrwerk in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen eine wichtige Rolle zu. Es gibt viele Stellschrauben, an denen die Lagerungsprofis von Continental bei Konzepten drehen können, um eine optimale, auf das Fahrzeug abgestimmte Lösung zu entwickeln, angefangen beim Design bis hin zum Material.

Innovatives Design und optimierte Materialien bilden Duo

Eine Motorlagerung besteht – unabhängig von der Antriebsart – aus jeweils einem Anbindungselement auf der Motor- und der Karosserieseite und einem elastischen Verbindungsstück, welches die Isolation übernimmt. Ob sich eine Drei- oder Vier-Punkt-Lagerung, ein Buchsen-, Konus- oder Hydrolager, eine Single- oder Double-Isolation am besten eignet, hängt von den Anforderungen und der Fahrzeugplattform des jeweiligen Herstellers ab. Mithilfe von Simulationsverfahren wie der sogenannten Finite-Elemente-Analyse (FEA) und eigenen Materialmodellen können die Expertinnen und Experten das Design und die Eigenschaften der Lagerungskomponenten bereits in sehr frühen Entwicklungsphasen beispielsweise hinsichtlich Charakteristik, Festigkeit und Beständigkeit bei Bruchlasten oder Lebensdauer optimieren. Darüber hinaus werden zum Feintuning in der Prototypenphase auch subjektive und objektive NVH-Analyseverfahren im Fahrzeuginnenraum und Fahrwerk eingesetzt.

Besonders viel Augenmerk legen die Materialexpertinnen und -experten von Continental dabei auf die passende Werkstoffauswahl. Da Elektrofahrzeuge aufgrund der großen Antriebsakkus ohnehin schon recht schwer sind, gilt es, die Bauteile bei optimaler Leistung möglichst leicht zu machen. So kann die Reichweite des Fahrzeugs vergrößert werden. Für die Anbindungselemente eignen sich Stahl, der durch seine hohe spezifische Steifigkeit deutlich höhere Kräfte und Momente aufnehmen kann, oder faserverstärkte Hochleistungspolyamide, die mit ihrer geringen Dichte besonders leicht sind. Oftmals können Konstruktionen aus Aluminium einen Mittelweg zwischen den beiden Extremen abbilden.

Für das eigentliche Isolationselement greifen die Hannoveraner auf 150 Jahre Erfahrung in Gummi zurück. Dabei unterscheiden sich die Mischungen für Elektromotoren ebenfalls von jenen für Verbrenner: Die Gummimischung ist geringeren Temperaturen im Motorraum ausgesetzt. Daher kann der Zielkonflikt des Mischungsrezeptes in Richung dynamische Verhärtung und Lebensdauer verschoben werden. Die Herausforderung für das Isolationselement liegt vor allem darin, die richtige statische und dynamische Steifigkeit sowie Beständigkeit für die optimale Isolation und ein Höchstmaß an Sicherheit zu finden – damit das Geräuscherlebnis eher einem wohligen Klangteppich als störenden Misstönen ähnelt.

Verfügbare Dokumente

Cookie-Richtlinie

Wir verwenden Cookies, um Ihnen die bestmögliche Nutzung unserer Website zu ermöglichen. Klicken Sie auf „Alle akzeptieren“, um alle Cookies zuzulassen, oder auf „Cookie-Einstellungen ändern“, um individuell zu entscheiden.

Hinweis: Soweit Sie der Nutzung von Performance cookies zustimmen, willigen Sie damit zugleich ein, dass beim Einsatz Ihre personenbezogenen Daten in unsichere Drittstaaten (wie bspw. die USA) übermittelt werden. Diese unsicheren Drittstaaten bieten kein mit EU Standards vergleichbares Datenschutzniveau. Im Falle bestimmter Drittanbieter, wie Google und Mouseflow werden auch keine sonstigen Garantien geboten, die dieses Defizit ausgleichen. Es besteht somit das Risiko, dass durch die Übermittlung staatliche Stellen auf Ihre personenbezogenen Daten zugreifen, ohne dass Ihnen hierzu effektive Rechtsschutzmöglichkeiten bestehen.

Weitere Informationen zu Performance cookies  und der Übermittlung in Drittstaaten finden Sie in der Datenschutzerklärung.

Durch einen Klick auf die Schaltfläche „Alle akzeptieren“ erklären Sie sich damit ausdrücklich einverstanden. Die Einwilligung kann jederzeit durch Änderung der Cookie-Einstellungen widerrufen werden. Die Weiterverarbeitung bereits vor Widerruf erhobener Daten durch den Drittanbieter kann nicht ausgeschlossen werden.

Ein Cookie ist eine kleine Datendatei, die auf Ihrem Gerät gespeichert wird. Wir verwenden Cookies, um Basis- und Komfortfunktionen bereitzustellen, die Leistung der Website zu messen und das Benutzerverhalten auf der Website zu analysieren. 

Erforderliche Cookies sind immer aktiviert, da sie für den Betrieb der Website und zur Speicherung Ihrer Cookie-Einwilligung benötigt werden. Funktionale und Performance-Cookies sind optional. Alle optionalen Cookies sind standardmäßig deaktiviert.

Sie können Ihre Cookie-Einstellungen jederzeit ändern, indem Sie unsere Cookie-Richtlinie aufrufen oder den Cache in Ihrem Browser löschen. 

Mehr anzeigen Weniger anzeigen
Zurück
Erforderliche Cookies Erforderlich

Diese Cookies sind erforderlich, um Ihnen grundlegende Website-Funktionen zur Verfügung zu stellen und eine zuverlässige und konsistente Bereitstellung zu gewährleisten.

Funktionale Cookies

Diese Cookies werden verwendet, um bestimmte Komfortfunktionen bereitzustellen.

Performance cookies

Diese Cookies werden verwendet, um die Leistung der Website zu messen und das Benutzerverhalten zu analysieren.