ATREX – integrierter Hybridantrieb und Drive-by-Wire für erhöhte Einsatzfähigkeit
Das ATREX-Getriebe setzt neue Maßstäbe in puncto Antriebstechnologie für Militärfahrzeuge, denn es verbindet das bewährte Know-how von RENK im Bereich mechanischer Getriebe mit den militärtauglichen elektrischen Antrieben und der Elektronik von Magnet Motor. Durch diese Kombination entsteht ein robustes, zuverlässiges System, das den Hybridantrieb verbessert und Drive-by-Wire-Funktionen ermöglicht.
Das ATREX-Getriebesystem ist für Kettenfahrzeuge mit einem Gewicht von bis zu 70 Tonnen und einer Höchstgeschwindigkeit von 70 km/h ausgelegt und ermöglicht eine Gesamtleistung von bis zu 1.500 kW, von denen 350 kW durch elektrische Antriebe geliefert werden können. Diese Konfiguration gewährleistet nicht nur eine überragende Antriebsleistung, sondern erweitert auch die Einsatzmöglichkeiten und die Einsatzreichweite durch eine beispiellose Treibstoffeffizienz.
Erweiterung von Silent Watch und Silent Maneuvering bei größerer Reichweite
ATREX ist ein integriertes Hybridantriebssystem zur besseren Nutzung von Militärfahrzeugen durch fortschrittliche Elektroantriebslösungen. Dieses System bringt das Fahrzeug durch Elektroenergie sofort in Gang, ermöglicht geräuscharmes Manövrieren und schnelles Verlassen oder Anfahren von Hochrisikozonen ohne obligatorischen Start des Hauptmotors. Diese Fähigkeiten sind besonders vorteilhaft in Aufklärungs- und Tarnkappenmissionen, wenn Geheimhaltung oberste Priorität hat.
Zentrale Funktionen wie Silent Watch und Silent Maneuvering tragen in Verbindung mit der Energierückgewinnung beim Bremsen zu einem erheblich geringeren Kraftstoffverbrauch bei.
Infolgedessen profitieren Fahrzeuge mit dem ATREX-System von einer größeren Reichweite und geringeren Emissionen, ganz im Sinne moderner militärischer Anforderungen an Effizienz und Nachhaltigkeit im Einsatz.
Überlegene Einsatzfunktionen:
Bei einem genügend großen Batteriespeicher kann ein mit ATREX-Getriebe ausgestatteter Panzer unabhängig vom Hauptmotor betrieben werden und Aufklärungsmissionen durchführen.
Tritt während der Aufklärungsphase eine kritische Situation auf, kann das Fahrzeug dank „Escape Boost“ rasch mit Hilfe elektrischer Energie entkommen, während der Diesel-Hauptmotor hochfährt. Nur durch „Escape Boost“ ist die geräuscharme Beobachtung mit ausgekuppeltem Hauptmotor in potentiellen Kampfgebieten möglich, weil das Hochfahren des Hauptmotors relativ lange dauert.
Bei leerer Batterie kann ATREX die Lenk- und Fahrantriebe als Generatoren nutzen und bis zu 350kW für schnelles Wiederaufladen bereitstellen, wodurch der Hauptmotor früher ausgeschaltet werden kann.
Fahrzeuge können mit geringster Geräuschentwicklung und Wärmesignatur bewegt oder positioniert werden, was verdeckte Operationen ermöglicht und das Entdeckungsrisiko minimiert.
Über die taktischen Vorteile hinaus ermöglicht diese Option in geschlossenen Räumen oder während des Transports den Betrieb ohne laufenden Verbrenner und mindert dadurch den Motorverschleiß ebenso wie die Belastung der unmittelbaren Umgebung sowie der Umwelt insgesamt.
Die Hybridtechnologie ermöglicht eine erhebliche Reduzierung ineffizienter Leerlaufzeit des Dieselmotors. Für Kurzstrecken muss der Hauptmotor nicht gestartet werden: Diese können mit dem Elektromotor bewältigt werden, was den Kraftstoffverbrauch deutlich reduziert und somit die Reichweite des Panzers erhöht.
Ein weiterer großer Vorteil von ATREX ist das fortschrittliche Rückgewinnungssystem, mit dem die Batterie beim Bremsen geladen wird. Die kontinuierliche Wiederverwendung von Energie trägt zur weiteren Erhöhung der Reichweite bei.
Leichtgängige, redundante Lenkung und 3-stufiges Bremssystem für effizientes Manövrieren
ATREX nutzt die bewährte hydromechanische Technologie, um höchste Zuverlässigkeit zu bieten. Durch den Einsatz von zwei Generatoren und die redundante Auslegung von Elektronik und Antrieben wird eine noch höhere Zuverlässigkeit und Manövrierfähigkeit erreicht.
ATREX verfügt über ein hochentwickeltes Electric Steer Drive (ESD), das durch Überlagerung und redundantes Design eine leichtgängige Lenkung und nahtlose Gangschaltung gewährleistet. Die Drive-by-Wire-Lösung lässt sich optimal in das Fahrzeug integrieren, ermöglicht die Fernsteuerung und verbessert Manövrierfähigkeit und Kontrolle.
Die elektrische Antriebs- und Lenkungsmöglichkeit des ATREX-Systems sorgt für bessere, präzisere Manövrierfähigkeit auf engem Raum, beispielsweise in der Werkstatt, im Zug oder im Lager. Bewegungen ohne schwere Lenkung (z. B. Drehen) oder starke Steigungen können ohne Start des Hauptmotors alleine mit dem Elektromotor durchgeführt werden. Dies spart Energie und minimiert den Verschleiß.
Die kampferprobten, hydromechanischen Getriebe von RENK bilden die Basis für ATREX: Mechanische Reibung und Getriebebremse werden für präzise Bremsmanöver und das Anhalten am Hang genutzt. Natürlich ist auch der Retarder eine bewährte und unverzichtbare Komponente, um einen Großteil der Kräfte zu beherrschen. Durch den Einsatz der elektrischen Antriebe des ATREX zur Rekuperation wird nicht nur gebremst, sondern auch elektrische Energie zurückgewonnen, was den Wirkungsgrad und die Reichweite des Fahrzeugs erhöht.
Im Gegensatz zu rein elektrischen Systemen bewältigt das Hybrid-ATREX die hohen Kräfte bei Notbremsungen mit einer Kombination aus Rekuperation, Reibungsbremse und mechanischem Retarder. In Fahrsituationen mit niedrigen Geschwindigkeiten steht zusätzlich die Getriebebremse mit Rekuperation zur Verfügung, welche die Lenkfähigkeit unterstützt, und Energie zurückgewinnt. Dieses 4-stufige Bremssystem maximiert die Zuverlässigkeit und Effizienz der Mobilitätssysteme von Kettenfahrzeugen.
Dieser hybride Ansatz erfüllt die Anforderungen der nächsten Generation von Militärfahrzeugen.
Mehr Schutz für Besatzung, Fahrzeug und die Mission
Die Funktionen Escape Boost und Sprint Boost ermöglichen sofortiges Beschleunigen und bringen Fahrzeug und Besatzung umgehend aus der Gefahrenzone. Diese schnelle Reaktionsmöglichkeit ist entscheidend für das Ausweichen bei Bedrohungen und strategisch optimale Neupositionierung. Die Schutzwirkung für Fahrzeug und Besatzung wird jedoch nicht nur durch die schnellen Ausweichmöglichkeiten bedeutend gestärkt: Das ATREX-Getriebesystem bietet überdies herausragende Vorteile bei Geheimoperationen durch die Funktionen Silent Drive und Silent Maneuvering. Durch die Minimierung der akustischen, thermischen und vibrationsbedingten Signaturen des Fahrzeugs verringert das System die Wahrscheinlichkeit einer Entdeckung durch feindliche Kräfte.
Darüber hinaus sorgt die geringere psychische Belastung der Besatzung durch weniger Vibrationen und Geräusche im Silent-Watch-Modus für eine bessere Ausdauer und Konzentration. Diese enorme Verbesserung der Einsatzbedingungen macht es sehr viel wahrscheinlicher, dass rechtzeitig die richtigen Entscheidungen getroffen werden, die die Sicherheit der Besatzung, die Unversehrtheit des Fahrzeugs und den Erfolg der Mission gewährleisten.
Redundante Lenksysteme für noch höhere Zuverlässigkeit
Im Gegensatz zu einigen herkömmlichen mechanischen Getrieben, die bei einem Ausfall der Lenkung über kein Backup verfügen, ist das ATREX-Hybridsystem mit einem redundanten Lenkantrieb ausgestattet. Dieses System verfügt über zwei unabhängige Antriebe in einem Gehäuse und gewährleistet responsive, genaue Lenkung, selbst wenn ein Antrieb ausfällt. Auch Elektronik und Verkabelung sind redundant ausgelegt, für noch mehr Sicherheit und Vertrauen in den Betrieb.
Über die Lenkung hinaus erhöht das ATREX-System die Zuverlässigkeit des Fahrzeugs durch redundantes Design aller kritischen Systeme. Komponenten wie Pumpen und Ölsysteme oder Bremsen sind mit Backups ausgestattet, damit unterbrechungsfreier Betrieb möglich ist.
Durch die Integration zahlreicher Backup-Systeme für Lenkung, Antrieb und sicherheitskritische Komponenten erhöht das ATREX-Hybridgetriebe nicht nur die Zuverlässigkeit und Leistung des Fahrzeugs, sondern sorgt auch dafür, dass die Betriebssicherheit jederzeit und unter jeder Bedingung gewährleistet ist.
Sparsamer Kraftstoffverbrauch bietet taktischen Vorteil und weniger Emissionen
Effiziente Kraftstoffnutzung kann die Reichweite und den logistischen Aufwand bei Militärfahrzeugen deutlich steigern, während Emissionen und Kosten eingespart werden und sich so die militärische Einsatzbereitschaft und Leistungsfähigkeit insgesamt erhöht. Bedeutende Kraftstoffeinsparungen sind durch das ATREX-System und seine hochentwickelte Hybridtechnologie möglich.
Der dank Silent Watch und Silent Maneuvering reduzierte Einsatz des Verbrennungsmotors wirkt sich extrem positiv auf die Kraftstoffeffizienz und die Emissionswerte aus.
Ein weiterer großer Vorzug ist die Möglichkeit zur Rückgewinnung und Nutzung der gewaltigen Bremsenergie zum Wiederaufladen der Batterie und zur Nutzung für den Antrieb oder für die Fahrzeugelektronik.
Im Alarmfall und mit einem klassischen Powerpack läuft der Motor im Leerlauf und verbraucht dabei stündlich eine erhebliche Kraftstoffmenge. Mit ATREX, der Hybridausstattung und der Alarm-Boost-Funktion kann der Hauptmotor ausgeschaltet werden. Dies spart nicht nur Kraftstoff und Emissionen, sondern verringert auch den durch Vibrationen erzeugten Verschleiß des Fahrzeugs sowie den Stress der Besatzung, reduziert also mechanische und mentale Beanspruchung. Die US Army hat ermittelt, dass ihre mittelgroßen taktischen Fahrzeuge fast 80% der Zeit im Leerlauf verbringen und große Mengen an Kraftstoff verbrauchen, ohne sich überhaupt fortzubewegen. Mit Hybridtechnologie sind hier enorme Einsparungen möglich.
Das geräuscharme Manövrieren ‒ das Fahren kurzer Distanzen mit Elektroantrieb ‒ funktioniert ohne Anlassen des Motors und spart damit eine beträchtliche Menge an Kraftstoff. Zusätzlich verringert die seltenere Nutzung des Hauptmotors für Kurzstrecken den Verschleiß und verlängert die Wartungsintervalle.
Ein weiterer großer Vorteil von ATREX ist das fortschrittliche Rückgewinnungssystem, mit dem die Batterie beim Bremsen geladen wird. Die kontinuierliche Rückführung von Energie kann die Reichweite deutlich erhöhen.
Militärfahrzeuge, insbesondere Panzer, fahren über weniger als 10% ihrer Lebensdauer mit voller Geschwindigkeit. Die Tatsache, dass herkömmliche Antriebsstränge auf Spitzenleistung ausgelegt sind, führt dazu, dass der Hauptmotor die meiste Zeit über mit etwa 70-80% Leistung läuft, häufig außerhalb des optimalen Wirkungsgradbereichs.
Hybridantriebe bieten eine Lösung für diese Ineffizienz. Indem der Verbrennungsmotor für durchschnittliche Betriebsanforderungen anstatt für Spitzenanforderungen optimiert wird, arbeitet der Motor näher an seinem Wirkungsgradmaximum und nutzt den verbrauchten Kraftstoff besser. In Situationen mit hohen Anforderungen gebraucht das System einen Elektromotor zur Bereitstellung zusätzlicher Leistung, so dass die Spitzenleistung ohne Beeinträchtigung der Effizienz des Verbrennungsmotors erreicht wird.
Zu den wichtigsten technischen Vorteilen gehören:
- Optimierung der Motoren: Der Verbrennungsmotor wird für typische Situationen ausgelegt und kalibriert und arbeitet häufiger innerhalb seines Wirkungsgradmaximums.
- Effizienter Betrieb: Da der Verbrennungsmotor innerhalb seines optimalen Wirkungsgradbereichs bleibt und für Spitzenlasten den Elektroantrieb nutzt, erreicht das System insgesamt eine bessere Kraftstoffausbeute.
- Verringerung des Gewichts: Ein kleinerer Verbrennungsmotor senkt das Gesamtgewicht des Fahrzeugs, verbessert möglicherweise die Mobilität und steigert die Kraftstoffeffizienz weiter. Offen gesagt wird die Gewichtseinsparung durch das Gewicht der Batterie und der Generatoren wieder zunichte gemacht, aber diese Komponenten bieten ihrerseits wiederum die oben und nachstehend erläuterten Vorteile.
Ein smartes Konzept mit höchster Redundanz
Durch den elektrischen Lenkantrieb lässt sich das System präzise elektronisch steuern und verfügt über eine reaktionsstarke, akkurate Lenkung. Die Fahrantriebskomponente ist auf Effizienz ausgelegt und liefert die Leistung mit minimalem Energieverlust direkt an den Antriebsstrang.
Elektroantrieb mit 150kW für die Lenkung. Das System ist vollständig redundant und kann (zusätzlich zum EPD) die Batterie laden, wenn sich der Panzer im Leerlauf befindet.
Im Fahrmodus kann die Getriebeleistung erhöht werden, um die Beschleunigung und Geschwindigkeit zu steigern.
Im Generatormodus können Lenkantrieb und Batterie mit Strom versorgt werden.
Elektronik in Militärqualität mit redundantem Design und Aufbau steuert den elektrischen Lenkantrieb und wechselt zwischen Generator- und Fahrmodus.
Elektronik in Militärqualität zur Steuerung des Getriebes und der robusten Elektromotor-Elektronik.
Elektronik in Militärqualität mit redundantem Aufbau steuert die Stromverteilung und den Fahr-/Generatorbetrieb für den Electric Propulsion Drive.
Elektroantrieb mit 150kW für die Lenkung. Das System ist vollständig redundant und kann (zusätzlich zum EPD) die Batterie laden, wenn sich der Panzer im Leerlauf befindet.
Im Fahrmodus kann die Getriebeleistung erhöht werden, um die Beschleunigung und Geschwindigkeit zu steigern.
Im Generatormodus können Lenkantrieb und Batterie mit Strom versorgt werden.
Elektronik in Militärqualität mit redundantem Design und Aufbau steuert den elektrischen Lenkantrieb und wechselt zwischen Generator- und Fahrmodus.
Elektronik in Militärqualität zur Steuerung des Getriebes und der robusten Elektromotor-Elektronik.
Elektronik in Militärqualität mit redundantem Aufbau steuert die Stromverteilung und den Fahr-/Generatorbetrieb für den Electric Propulsion Drive.
