Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hybridauto: Optimierte Performance durch Magnet-Stimulation

08.07.2009
FORSCHUNGSPROJEKT DER FH ST. PÖLTEN MACHT UMWELTSCHONENDE AUTOS KONKURRENZFÄHIG

Hybrid- oder Elektroautos können durch die Optimierung von Magneten wirtschaftlich konkurrenzfähig werden - das zeigt jetzt ein Forschungsprojekt der Fachhochschule St. Pölten.

Darin werden die ideale und somit rohstoffschonende Zusammensetzung und Struktur von Hochleistungsdauermagneten erforscht, die in Autos eingesetzt werden. Durch den Einsatz von Simulationsmethoden und das Know-how des renommierten und neu gewonnenen Materialforschers Prof. Thomas Schrefl können diese zeit- und kosteneffizient gefunden werden.

Damit Hybrid- oder Elektroautos physisch in Fahrt kommen, benötigen sie Hochleistungsdauermagnete. Damit sie auch wirtschaftlich in Fahrt kommen, benötigen sie jedoch "optimale" Hochleistungsdauermagnete. Denn das aktuell eingesetzte Magnetmaterial benötigt einen hohen Anteil an Seltenerden, welche knapp und teuer sind. Erst eine gezielte Verringerung bestimmter Seltenerden kann Hybrid- und Elektromotoren wirtschaftlich konkurrenzfähig machen.
Genau das wird das Forschungsprojekt "Green Cars" der FH St. Pölten unter der Leitung von Prof. Thomas Schrefl nun erzielen. Neuartige Computersimulations-Methoden werden eingesetzt, um zu erforschen wie sich die chemische Zusammensetzung und Struktur des Magneten auf dessen Leistung auswirkt. Dadurch soll schließlich herausgefunden werden, wie das magnetische Material so optimiert werden kann, dass es weniger teure Rohstoffe benötigt, aber dennoch höchste Leistung bringt.

HITZIGES ROHSTOFFPROBLEM
Insgesamt enthält ein Elektro- oder Hybridantrieb ca. zwei Kilo magnetisches Material. Die Grundlage bilden derzeit Neodym-Eisen-Bohr Magnete, die im Vergleich zu herkömmlichen Magneten eine weit geringere Masse haben, aber dieselbe Leistung erbringen. Damit die magnetischen Eigenschaften auch bei hohen Temperaturen - wie sie in einem Auto auftreten - gewährleistet sind, wird das Seltenerde-Element Neodym zum Teil durch das Seltenerde-Element Dysprosium ersetzt. Denn dadurch wird das so genannte Koerzitivfeld des Magneten - das die Stabilität gegenüber einer Entmagnetisierung beschreibt - erhöht. Daraus ergibt sich jedoch ein akutes Problem, wie der renommierte Magnetismus-Experte Prof. Schrefl, den die FH St. Pölten vor kurzem zurück nach Österreich holen konnte, erklärt: "Der Dysporsium-Anteil im Erz liegt im Verhältnis zu Neodym bei weniger als 10 Prozent. Die derzeitigen Hochleistungsmagnete für Hybrid- oder Elektroautos enthalten aber einen Dyprosium-Anteil von bis zu 30 Prozent. Dadurch ergibt sich langfristig ein Rohstoffproblem - vor allem in Hinblick darauf, dass in wenigen Jahren alle neu ausgelieferten Autos einen Hybrid- oder Elektroantrieb besitzen werden."

MAGNETISCHES VERSTÄNDNIS
Das Forschungsprojekt "Green Cars" versucht in Kooperation mit der Universität Sheffield (GB) nun herauszufinden, wie sich der Dyprosium-Anteil verringern lässt, ohne die Temperaturstabilität der Magnete zu beeinträchtigen. Ihr Vorteil dabei ist die ausgewiesene Expertise der FH St. Pölten im Bereich der Computersimulation. Diese hilft nun gemeinsam mit der Methode der finiten Elemente das Innere eines Magneten zu verstehen. Dabei werden komplexe Strukturen mit Hilfe des Computers in einzelne Elemente zerlegt, um sie zu berechnen. Prof. Schrefl dazu: "Wir bauen den Magnet im Computer nach und zerlegen die granulare Struktur des Magneten in finite Elemente. Durch die Zerlegung der Mikrostruktur in Millionen von Tetraedern und Prismen ist es möglich die räumliche Verteilung der metallischen Phasen innerhalb des Magneten im Computermodell nachzubilden. Dadurch kann die Auswirkung einer Veränderung des Dyprosium-Anteils auf das Koerzitivfeld des Magneten am Computer simuliert werden." Die Methode der finiten Elemente wurde in der Autoindustrie auch bereits bei Crashtests und Windkanaltests am Computer durchgeführt.

Das Projekt Green Cars führt die Tradition der FH St. Pölten weiter, Computersimulation zur Förderung nachhaltiger Entwicklung einzusetzen - und das sehr erfolgreich. Erst im Jahr 2008 wurde das Projekt Green Dynamics mit dem Green IT Award und dem Umweltpreis der Stadt Wien geehrt. Auch diese Tradition führt Green Cars weiter: Bereits jetzt haben internationale Magnethersteller großes Interesse gezeigt und die FH St. Pölten zur Zusammenarbeit eingeladen.


Über die Fachhochschule St. Pölten
Die Fachhochschule St. Pölten bietet eine qualitätsvolle Hochschulausbildung in den Bereichen Mensch, Wirtschaft und Technologie und betreut in mittlerweile 11 FH-Studiengängen mehr als 1700 Studierende. Neben der Lehre widmet sich die FH St. Pölten intensiv der Forschung. Die wissenschaftliche Arbeit erfolgt innerhalb der Studiengänge sowie in eigens etablierten Instituten, in denen laufend praxisnahe und anwendungsorientierte Forschungsprojekte entwickelt und umgesetzt werden.
Kontakt:
Prof. Thomas Schrefl
Fachhochschule St. Pölten
Studiengang Communications & Simulation Engineering Matthias Corvinus-Str. 15 3100 St. Pölten T +43 / (0)2742 / 313 228 - 313 E thomas.schrefl@fhstp.ac.at W http://www.fhstp.ac.at
Redaktion & Aussendung:
PR&D - Public Relations für Forschung & Bildung Campus Vienna Biocenter 2 1030 Wien T +43 / (0)1 / 505 70 44 E contact@prd.at W http://www.prd.at

Doreen Muenich | PR&D
Weitere Informationen:
http://www.fhstp.ac.at
http://www.fhstp.ac.at/aktuelles/Presse/pressemeldungen

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Automotive:

nachricht IHP-Forschungsteam verbessert Zuverlässigkeit beim automatisierten Fahren
22.02.2017 | IHP - Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik

nachricht Das erste fliegende Auto kommt 2018
13.02.2017 | PAL-V International B.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Automotive >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie