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 Verbesserte Leistung dank halbiertem Gewicht
24.07.2017 | Technische Universität Chemnitz

nachricht Hochschule Bochum und thyssenkrupp präsentieren Solar-Sportcoupé
06.07.2017 | Hochschule Bochum

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Automotive >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Platz 2 für Helikopter-Designstudie aus Stade - Carbontechnologie-Studenten der PFH erfolgreich

Bereits lange vor dem Studienabschluss haben vier Studenten des PFH Hansecampus Stade ihr ingenieurwissenschaftliches Können eindrucksvoll unter Beweis gestellt: Malte Blask, Hagen Hagens, Nick Neubert und Rouven Weg haben bei einem internationalen Wettbewerb der American Helicopter Society (AHS International) den zweiten Platz belegt. Ihre Aufgabe war es, eine Designstudie für ein helikopterähnliches Fluggerät zu entwickeln, das 24 Stunden an einem Punkt in der Luft fliegen kann.

Die vier Kommilitonen sind im Studiengang Verbundwerkstoffe/Composites am Hansecampus Stade der PFH Private Hochschule Göttingen eingeschrieben. Seit elf...

Im Focus: Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall

In einem Artikel der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins „Nature“ berichten Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden von der Entdeckung eines seltenen Materiezustandes, bei dem sich die Elektronen in einem Kristall gemeinsam in einer Richtung bewegen. Diese Entdeckung berührt eine der offenen Fragestellungen im Bereich der Festkörperphysik: Was passiert, wenn sich Elektronen gemeinsam im Kollektiv verhalten, in sogenannten „stark korrelierten Elektronensystemen“, und wie „einigen sich“ die Elektronen auf ein gemeinsames Verhalten?

In den meisten Metallen beeinflussen sich Elektronen gegenseitig nur wenig und leiten Wärme und elektrischen Strom weitgehend unabhängig voneinander durch das...

Im Focus: Wie ein Bakterium von Methanol leben kann

Bei einem Bakterium, das Methanol als Nährstoff nutzen kann, identifizierten ETH-Forscher alle dafür benötigten Gene. Die Erkenntnis hilft, diesen Rohstoff für die Biotechnologie besser nutzbar zu machen.

Viele Chemiker erforschen derzeit, wie man aus den kleinen Kohlenstoffverbindungen Methan und Methanol grössere Moleküle herstellt. Denn Methan kommt auf der...

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Logistikmanagement-Konferenz 2017

23.08.2017 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Oktober 2017

23.08.2017 | Veranstaltungen

6. Leichtbau-Tagung: Großserienfähiger Leichtbau im Automobil

23.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Logistikmanagement-Konferenz 2017

23.08.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Turbulente Bewegungen in der Atmosphäre eines fernen Sterns

23.08.2017 | Physik Astronomie

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Oktober 2017

23.08.2017 | Veranstaltungsnachrichten