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 3D-Scans für die Automobil-Industrie
13.01.2017 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

nachricht Jedem Fahrer das passende Fahrzeug
03.01.2017 | Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Automotive >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultrakalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen der Wissenschaft beantworten zu können und ein Innovationstreiber für alltägliche Anwendungen.

Gemäß dem Einstein’schen Äquivalenzprinzip werden alle Körper, unabhängig von ihren sonstigen Eigenschaften, gleich stark durch die Gravitationskraft...

Im Focus: Quantum optical sensor for the first time tested in space – with a laser system from Berlin

For the first time ever, a cloud of ultra-cold atoms has been successfully created in space on board of a sounding rocket. The MAIUS mission demonstrates that quantum optical sensors can be operated even in harsh environments like space – a prerequi-site for finding answers to the most challenging questions of fundamental physics and an important innovation driver for everyday applications.

According to Albert Einstein's Equivalence Principle, all bodies are accelerated at the same rate by the Earth's gravity, regardless of their properties. This...

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Wie der Nordatlantik zum Wärmepirat wurde

23.01.2017 | Geowissenschaften

Immunabwehr ohne Kollateralschaden

23.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

23.01.2017 | Physik Astronomie