Vitesco Technologies, ein führender internationaler Hersteller moderner Antriebstechnologien und Elektrifizierungslösungen, präsentierte auf dem 44. Wiener Motorensymposium im April Lösungen, die das elektrische Fahren nachhaltiger und effizienter machen.
Keine Permanentmagnete
Die vierte Generation seiner vollintegrierten elektrischen Achsantriebsplattform (EMR4, Electronics Motor Reducer) wird im Zuge des Life Cycle Engineerings für eine noch bessere Ökobilanz um eine zusätzliche Option erweitert: Ein neuer Rotor ohne Permanentmagnete ist Teil der Plattformentwicklung. Dieser Rotor bildet das Herz einer fremderregten elektrischen Synchronmaschine (EESM, Externally Excited Synchronous Machine), für die keine seltenen Erden benötigt werden. Dadurch sinken die Kosten für den Rotor, zudem entfällt der CO2-Rucksack für die Gewinnung und Aufbereitung der Erze.
„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 arbeiten in elektrifizierten Fahrzeugen vor allem Synchronmotoren mit Permanentmagneten im Rotor (sogenannte PSM, Permanentmagnet Synchronmotoren). Sie sind effizient und galten bisher als leichter zu fertigen als fremderregte Maschinen, in deren Rotor Spulen das Magnetfeld erzeugen.
Vitesco Technologies hat nun entscheidende Hürden in der Konstruktion von fremderregten Maschinen genommen: Aufbauend auf langer Markterfahrung und mit gezielten Designänderungen gelang es, die gleiche Leistungsklasse für beide Technologien (EESM und PSM) zu erreichen – und den vorhandenen Bauraum für beide Optionen zu nutzen. In Verbindung mit einer raffinierten Wickeltechnik wird der neue EESM-Rotor so zu einer wirtschaftlichen Option für die neueste Antriebsplattform. Vor allem dann, wenn hohe Leistungsanforderungen große Magnetmassen im PSM erfordern, sind EESM-Maschinen günstiger und nachhaltiger.
„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.“
Neben der Kosteneinsparung für Permanentmagnete, der größeren Versorgungssicherheit und der höheren Nachhaltigkeit hat 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 5 Prozent und das ohne mechanische Trennkupplung.“
Weitere Highlights am Stand
Zu den in Wien gezeigten Themen gehört das Batteriemanagement-System (BMS), das zur Sicherheit, zur Batterielebensdauer und zu effizienten Ladevorgängen beiträgt. Dabei wird eine noch höhere Sicherheit mit dem ausgestellten Batteriedrucksensor gewährleistet, der Ausgasungen im Inneren des Batteriemoduls erkennt. Mit seinem Thermomanagement-Modul sorgt Vitesco Technologies dafür, dass alle angeschlossenen Subsysteme im Antrieb im optimalen Temperaturbereich und damit möglichst effizient arbeiten.
Die konsequente Wiederverwendung bestehender Technologien ist für Vitesco Technologies ein wichtiger Beitrag zur Nachhaltigkeit. Erprobte Verbrenner-Technik wird konsequent in batterie- oder wasserstoffbasierte Elektromobilität überführt: Ein Beispiel dafür stellt der H2-Leckage-Sensor dar, der kleinste Wasserstoffkonzentrationen im System verlässlich detektiert. Ebenso steuert das Luftregelventil die Luftzufuhr der Kathodenseite der Brennstoffzelle.
Weiterhin präsentiert das Unternehmen eine Demoversion seines 48-Volt-Systems für kleinere elektrische Leichtkrafträder und Scooter. Es besteht aus einer eDCU (Electric Drive Control Unit) und einem kompakten, leistungsstarken Elektromotor, welcher über einen speziellen induktiven Rotorpositionssensor verfügt. Das System wird in konkreten Kundenprojekten für den Serieneinsatz entwickelt.
