Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Preiswerte Power in Serie für Elektrofahrzeuge

13.06.2013
Die Professur Kunststoffe der TU Chemnitz ist an der Entwicklung von elektrischen Axialflussmotoren für die Großserie beteiligt - Kostenreduktion um mehr als 60 Prozent möglich

Das Interesse an Elektrofahrzeugen steigt - doch noch gibt es technische Schwierigkeiten, die einer flächendeckenden Verbreitung im Wege stehen. Ein großes Problem sind die hohen Kosten im Vergleich zum konventionellen Verbrennungsmotor.


Prof. Dr. Michael Gehde (vorne) und Sascha Englich von der Professur Kunststoffe der TU Chemnitz untersuchen mit einem Rheometer das Fließverhalten einer Duroplastformmasse. Die Wissenschaftler suchen ein geeignetes duroplastisches Material, das für Bauteile des Axialflussmotors eingesetzt und im Spritzguss-Verfahren in Serie verarbeitet werden kann. Der auf dem Bildschirm dargestellte Verlauf der Messung zeigt, dass der untersuchte Werkstoff bei einer Temperaturerhöhung zunächst erweicht um dann zu härten. Für die Verarbeitung der Werkstoffe ist entscheidend, wann die Härtung einsetzt und wie schnell sie abläuft. Foto: TU Chemnitz/Philip Knauth

"Ein Kostentreiber bei den bisher angedachten Elektrofahrzeugen sind die Schutzmaßnahmen, die wegen der hohen Batteriespannungen, typischerweise zwischen 300 und 600 Volt, erforderlich sind", sagt Prof. Dr. Michael Gehde, Inhaber der Professur Kunststoffe an der Technischen Universität Chemnitz, und ergänzt: "Ein sogenannter Axialflussmotor könnte allerdings durch seine Bauweise und seine hohe Effizienz mit unter 60 Volt betrieben werden, sodass diese Schutzmaßnahmen entfallen würden."

Die Professur Kunststoffe ist beteiligt an der Entwicklung eines Herstellungsverfahrens, mit dem solche elektrische Axialflussmotoren in Großserie produziert werden können. Das Projekt GroAx (Großserientaugliches Herstellungsverfahren für neuartige elektrische Axialflussmotoren) wird im Rahmen des Förderkonzeptes "Serienflexible Technologien für elektrische Antriebe" für 2,5 Jahre vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 2,3 Millionen Euro gefördert.

Bei einem Axialflussmotor verläuft der magnetische Fluss im Gegensatz zu konventionellen Elektromotoren nicht quer, sondern parallel zur Drehachse. Dies ermöglicht gleichzeitig einen einfachen Aufbau der Kupferwicklungen. "Die Komplexität und somit die Kosten bei Elektrofahrzeugen würden dadurch drastisch reduziert", so Gehde. Prototypen des Axialflussmotors seien bislang erfolgreich in verschiedenen Elektrofahrzeugen getestet worden. Zurzeit werden diese Motoren allerdings in Kleinserien vorwiegend handgefertigt.
Die Fertigungsverfahren sind für größere Stückzahlen von mehr als 5.000 im Jahr nicht geeignet. An der Professur Kunststoffe sollen im Forschungsprojekt GroAx vorhandene Fertigungsschritte durch großseriengerechte Prozesse ersetzt werden. Verbunden sind damit auch neue Möglichkeiten zur Gestaltung von Baugruppen und Komponenten des Motors, deren Funktionsfähigkeit getestet wird.

"Aufgrund unserer jahrelangen Erfahrung im Spritzguss duroplastischer Formmassen forschen wir insbesondere an der automatisierten Umspritzung des Stators mit integrierten Wicklungen, der Kühler und des Statorflanschs", erklärt Gehde. Duroplaste sind Kunststoffe, die verstärkt im Automobilbau eingesetzt werden, unter anderem weil sie hohe Temperaturen aushalten. Der Stator umfasst die unbeweglichen Teile des Motors. Durch dieses Spritzguss-Verfahren wollen die Wissenschaftler das derzeitig angewandte aufwändige Gießverfahren ersetzen, bei dem die vorgefertigten Bauteile manuell positioniert werden müssen.
Durch das automatisierte und maschinelle Umspritzen der Bauteile werde ein schneller, kostengünstiger und reproduzierbarer Prozess ermöglicht: "Dieser verspricht zudem eine Verbesserung der technischen Eigenschaften, unter anderem eine verbesserte thermische Anbindung verlustbehafteter Bauteile und eine Schallentkopplung zwischen Stator und Befestigungsflansch", so Gehde. Die Arbeitsgruppe "Duroplaste" an seiner Professur forscht vor allem an einem geeigneten duroplastischen Material für den Spritzgussprozess. Dieses muss einerseits hohen thermischen und mechanischen Belastungen standhalten, und sich andererseits schonend und bei niedrigen Temperaturen verarbeiten lassen, um so schon bei der Produktion Energie zu sparen.

Ziel der Forschung ist eine Planung für die Fertigung von 50.000 Motoren im Jahr. "Die im Projekt GroAx entwickelten Verfahren werden eine Großserienfertigung des Axialflussmotors ermöglichen. Gleichzeitig reduzieren sie die Herstellkosten um mehr als 60 Prozent", stellt Gehde in Aussicht. Dadurch werde der angestrebte Einsatz der Axialflussmotoren in großen Stückzahlen in Elektrofahrzeugen und anderen Anwendungen, wie der Luftfahrt, realistisch.

Kontakt: Sascha Englich, Professur Kunststoffe, Telefon 0371 531-36773,
E-Mail sascha.englich@mb.tu-chemnitz.de

Katharina Thehos | Technische Universität Chemnitz
Weitere Informationen:
http://www.tu-chemnitz.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Elektrische Spannung: Kaiserslauterer Ingenieure erforschen Versagen bei Kugellagern
28.03.2017 | Technische Universität Kaiserslautern

nachricht Modulares Fertigungssystem für Kettenräder
15.03.2017 | EMAG GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Quantenkommunikation: Wie man das Rauschen überlistet

Wie kann man Quanteninformation zuverlässig übertragen, wenn man in der Verbindungsleitung mit störendem Rauschen zu kämpfen hat? Uni Innsbruck und TU Wien präsentieren neue Lösungen.

Wir kommunizieren heute mit Hilfe von Funksignalen, wir schicken elektrische Impulse durch lange Leitungen – doch das könnte sich bald ändern. Derzeit wird...

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Organisch-anorganische Heterostrukturen mit programmierbaren elektronischen Eigenschaften

29.03.2017 | Energie und Elektrotechnik

Klein bestimmt über groß?

29.03.2017 | Physik Astronomie

OLED-Produktionsanlage aus einer Hand

29.03.2017 | Messenachrichten