Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neuer Antrieb spart Platz und Gewicht im Elektroauto

16.10.2014

Siemens hat eine Lösung entwickelt, um im Elektroauto Motor und Inverter in einem Gehäuse zu integrieren.

Bisher sind der Motor und der Inverter, der den Gleichstrom der Batterie in Wechselstrom für den Elektromotor wandelt, zwei getrennte Komponenten. Die neue integrierte Antriebseinheit schafft Platz, spart Gewicht und reduziert Kosten.

Kern der Lösung ist ein gemeinsames Kühlkonzept der beiden Komponenten, das sicherstellt, dass die Leistungselektronik des Inverters trotz ihrer Nähe zum Elektromotor nicht zu warm wird und so verhindert, dass weder Leistung noch Lebensdauer verringert werden.

Die Reichweite ist ein entscheidendes Kriterium bei der Anschaffung eines Elektroautos, weshalb der Automobilhersteller stets um die Optimiertung des Fahrzeuggewichts bemüht ist. Hier lag auch der Ansatzpunkt für die Siemens-Ingenieure.

Wenn der Inverter im Motor integriert wird, so die Überlegung, braucht man nur mehr ein Gehäuse und spart Gewicht. An anderer Stelle wird dagegen Bauraum mit einem Volumen von sechs bis sieben Litern frei, der zum Beispiel für ein Ladegerät genutzt werden kann. Die Kosten für die Verkabelung von Motor und Inverter fallen weg und es gibt bei der Produktion des Fahrzeugs weniger Montageschritte. 
 
Wärmeentwicklung im Griff

Siemens entwickelte die integrierte Antriebseinheit Sivetec MSA 3300 auf Basis eines Serienelektromotors und passte das Gehäuse so an, dass der Inverter in den Motor integriert werden konnte. Ein Knackpunkt war die Wärmeentwicklung des Elektromotors. Bei hohen Temperaturen der IGBT-Module, das sind die Leistungshalbleiter, die den Batteriestrom in Wechselstrom wandeln, müssen diese in ihrer Leistung begrenzt werden. Inverter im Elektroauto sind deshalb ohnehin mit einer eigenen Wasserkühlung versehen.

Ein weiterer Baustein zur Gesamtlösung sind sehr robuste Powermodule mit SkiN-Technologie. Dahinter steckt eine Verbindungstechnik, die den Halbleiterchip flächig, also ohne Bond-Draht, kontaktiert. Der elektrische Kontakt zwischen Chip und Bond-Draht ist bei wechselnder Wärmebelastung ein Schwachpunkt von Halbleiterbauelementen.  

Wesentlich für den integrierten Antrieb war eine spezielle Kühlwasserführung um Motor und Inverter. Das kühlste Wasser umströmt zunächst thermisch kritische Bauteile wie die IGBT-Module und den Zwischenkreiskondensator und wird dann in den Kühlmantel des Motors geleitet. Die Wasserführung ist so ausgelegt, dass zwischen der Inverterelektronik und dem Motor eine Art Wasserschirm entsteht, der beide Einheiten thermisch voneinander entkoppelt.  

Die Funktionsfähigkeit des Konzepts wurde bereits im Labor unter den typischen Lastverläufen und Betriebsbedingungen eines Elektromotors im Auto nachgewiesen. Der Sivetec MSA 3300 stößt auf großes Interesse der Automobilbranche und wurde aktuell für den bayerischen Staatspreis für Elektro- und Hybrid-Mobilität eCarTec Award 2014 nominiert. (2014.10.4)

Dr. Norbert Aschenbrenner | Siemens InnovationNews
Weitere Informationen:
http://www.siemens.com/innovationnews

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: Interfacial Superconductivity: Magnetic and superconducting order revealed simultaneously

Researchers from the University of Hamburg in Germany, in collaboration with colleagues from the University of Aarhus in Denmark, have synthesized a new superconducting material by growing a few layers of an antiferromagnetic transition-metal chalcogenide on a bismuth-based topological insulator, both being non-superconducting materials.

While superconductivity and magnetism are generally believed to be mutually exclusive, surprisingly, in this new material, superconducting correlations...

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Im Focus: Studying fundamental particles in materials

Laser-driving of semimetals allows creating novel quasiparticle states within condensed matter systems and switching between different states on ultrafast time scales

Studying properties of fundamental particles in condensed matter systems is a promising approach to quantum field theory. Quasiparticles offer the opportunity...

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

Über intelligente IT-Systeme und große Datenberge

17.01.2017 | Veranstaltungen

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Intelligente Haustechnik hört auf „LISTEN“

17.01.2017 | Architektur Bauwesen

Satellitengestützte Lasermesstechnik gegen den Klimawandel

17.01.2017 | Maschinenbau