Ein führender internationaler Hersteller von modernen Antriebstechnologien und Elektrifizierungslösungen, Vitesco Technologies, präsentiert auf dem 44. Wiener Motorensymposium (27.-28. April 2023) Lösungen, die das elektrische Fahren noch nachhaltiger und effizienter machen sollen. Die vierte Generation ihrer vollständig integrierten elektrischen Achsantriebsplattform (EMR4, Electronics Motor Reducer) wird im Rahmen des Life Cycle Engineerings um eine zusätzliche Option erweitert, um eine bessere Ökobilanz zu erreichen: Ein neuer Rotor ohne Permanentmagnete ist Teil der Plattformentwicklung.
Dieser Rotor ist das Kernstück einer fremderregten elektrischen Synchronmaschine (EESM, Externally Excited Synchronous Machine), die keine seltenen Erden benötigt. Dies führt zu einer Reduktion der Rotor-Kosten und eliminiert den CO₂-Fußabdruck, der mit der Gewinnung und Aufbereitung von Erzen verbunden ist.
„Bestwerte bei der Nachhaltigkeit und Effizienz von Elektroautos lassen sich dann erreichen, wenn der Antrieb eines Fahrzeugs optimal für das jeweilige Szenario ausgelegt wird. Mit dem fremderregten Rotor ohne Permanentmagnete bieten wir unseren Kunden eine besonders nachhaltige Option. Je höher die geforderte Leistungsklasse des Antriebs ist, desto wirtschaftlich attraktiver ist die EESM-Technologie“, sagte Thomas Stierle, Leiter der Division Electrification Solutions bei Vitesco Technologies.
Fremderregte Maschinen bieten viele Vorteile
Bisher wurden in elektrischen Fahrzeugen hauptsächlich Permanentmagnet-Synchronmotoren (PSM) eingesetzt, die im Rotor Permanentmagnete enthalten. Diese Motoren galten als effizient und einfacher herzustellen als fremderregte Maschinen, bei denen das Magnetfeld in Spulen im Rotor erzeugt wird. Vitesco Technologies hat nun jedoch wichtige Fortschritte bei der Konstruktion von fremderregten Maschinen erzielt.
Mithilfe von gezielten Designänderungen und auf Basis langer Markterfahrung wurde es möglich, die gleiche Leistungsklasse für beide Technologien (EESM und PSM) zu erreichen und dabei den vorhandenen Bauraum für beide Optionen zu nutzen. Der innovative EESM-Rotor wird durch eine raffinierte Wickeltechnik zu einer wirtschaftlichen Option für die neueste Antriebsplattform. Insbesondere bei hohen Leistungsanforderungen, die große Magnetmassen im PSM erfordern, sind EESM-Maschinen kostengünstiger und umweltfreundlicher.
„Natürlich wird für die EESM-Option ein zusätzliches Modul im Inverter zur Ansteuerung der Spulen benötigt“, sagt Dr. Gerd Rösel, Leiter Innovation in der Division Electrification Solutions bei Vitesco Technologies. „Trotzdem sind wir einer EESM-Plug-and-Play Lösung sehr nahe.“
Zusätzlich zu den Vorteilen der Einsparung bei den Kosten für Permanentmagnete, der höheren Versorgungssicherheit und Nachhaltigkeit, bietet dieser Maschinentyp weitere Vorteile:
„Wenn das Fahrzeug energiesparend rollt, spart die fremderregte Maschine pro Kilometer eine Wattstunde Strom, da kein permanentes Magnetfeld den Rotor bremst“, so Rösel weiter, „damit reduziert sich der Leistungsbedarf des Antriebes um bis zu fünf Prozent und das ohne mechanische Trennkupplung.“
Weitere Highlights am Stand
Unter den vorgestellten Themen in Wien befand sich das Batteriemanagement-System (BMS), das zur Verbesserung der Sicherheit, der Lebensdauer der Batterie und der Effizienz des Ladevorgangs beiträgt. Ein Batteriedrucksensor, der Ausgasungen im Inneren des Batteriemoduls erkennt, stellt eine noch höhere Sicherheit dar. Mit dem Thermomanagement-Modul von Vitesco Technologies können alle angeschlossenen Subsysteme im Antrieb im optimalen Temperaturbereich betrieben werden, um eine möglichst effiziente Leistung zu gewährleisten.
Für Vitesco Technologies ist die konsequente Wiederverwendung bestehender Technologien ein wichtiger Schritt zur Nachhaltigkeit. Bereits erprobte Technologien aus Verbrennungsmotoren werden konsequent in batterie- oder wasserstoffbasierte Elektromobilität überführt. Ein Beispiel dafür ist der H2-Leckage Sensor, der auch geringste Wasserstoffkonzentrationen im System zuverlässig erkennt. Ebenso wird die Luftzufuhr der Kathodenseite der Brennstoffzelle durch das Luftregelventil gesteuert.
Testversion eines 48-Volt-Systems von Vitesco Technologies
Vitesco Technologies zeigt auf der Messe auch eine Testversion seines 48-Volt-Systems für kleinere Elektroroller und Leichtkrafträder. Das System besteht aus einer Steuereinheit (eDCU) und einem starken, kompakten Elektromotor, der mit einem speziellen induktiven Rotorpositionssensor ausgestattet ist. Das Unternehmen arbeitet an der Entwicklung des Systems für den Einsatz in konkreten Kundenprojekten in Serie. Quelle: Vitesco Technologies
