Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Hochleistungs- und Hochdrehmoment-E-Motor ohne seltene Erden und ohne Kupfer

Im geplanten Projekt werden Lösungsansätze mit Einsatz potenziell sozial- und umweltfreundlicherer Materialien ohne bzw. ohne anwendungsbeschränkende Leistungseinbußen im Vergleich zu konventionellen elektrischen Antrieben erarbeitet. Aufgrund aktueller weltpolitischer Ereignisse werden auch die Rohstoffabhängigkeit und damit politische Randbedingungen betrachtet. Die zentrale Arbeitshypothese ist, dass sich der zunächst zu erwartende Nachteil in Bezug auf die erreichbare Drehmomentdichte durch Einsatz einer direkten Flüssigkeitskühlung der Wicklung zumindest ausgleichen, wenn nicht gar in einen Vorteil wandeln lässt. Auf Basis der Projektergebnisse IGF 19578 soll die direkte Leiterkühlung der Statorwicklung zur Stromdichteerhöhung und die daraus resultierende Drehmomentdichteerhöhung genutzt werden. Der Einsatz der Alternativmaterialien für das Leiter- und Magnetmaterial bedingt jedoch individuelle Untersuchungen zur Isolation, Verträglichkeit und Kühlleistung der Kühlmedien, Konzept der Kühlmittelführung und Abdichtung zwischen Stator und Rotor, die detaillierte elektromagnetische Dimensionierung der eingangs spezifizierter Antriebe mit daraus abgeleiteten Dimensionierungsrichtlinien und Konzeptgrenzen sowie eine CO2–Bilanzierung potenziell geeigneter Materialien. Diese umfassenden Untersuchungen sollen dazu führen, potenziell sozial- und umweltfreundlichere elektrische Antriebe mit innerhalb der EU verfügbaren Materialien valide zu bewerten, effizient zu entwickeln. Exemplarisch werden mit Hilfe eines Demonstrators die Berechnungsergebnisse validiert.

Die KMU sollen durch die Ergebnisse aus dem Bereich neuartiger Fertigungstechnologien, zur konstruktiven Konzeptentwicklung, der elektromagnetischen Dimensionierungsrichtlinien für elektrische Antriebe mit Alternativmaterialien und deren CO2–Bilanzierung in die Lage versetzt werden, attraktivere Produkte schneller zu entwickeln, auf den Markt bringen zu können und damit zu einer erhöhten Wettbewerbsfähigkeit führen.