Neue Elektromotoren: Stromerregt und ohne Bürsten
Die Automobilzulieferer Mahle und Valeo wollen gemeinsam eine stromerregte, aber bürstenlose Synchronmaschine auf den Markt bringen. Die Motoren sollen über eine Maximalleistung von 220 bis 350 Kilowatt (kW) verfügen, teilten die beiden Unternehmen am 14. Oktober 2024 mit(öffnet im neuen Fenster) .
Die Übertragung des Erregerstroms auf den Rotor erfolgt dabei kontaktlos und verschleißfrei über Induktion. Tests der ersten Prototypen sollen bis Ende 2024 abgeschlossen sein.
Der Mitteilung zufolge liefert der französische Anbieter Valeo den Stator und den Wechselrichter (Inverter) für den Motor. Mahle steuert die magnetfreien Rotoren und das Übertragungssystem bei, Magnet-free Contactless Transmitter (MCT)(öffnet im neuen Fenster) genannt. Da der Rotor keine Permanentmagnete benötigt, kann den Angaben zufolge auf den Einsatz von Seltenen Erden wie beispielsweise Neodym verzichtet werden.
Mehrere Motortypen im Einsatz
Bei Elektroautos kommen in der Regel Asynchronmaschinen sowie fremd- oder permanenterregte Synchronmotoren zum Einsatz. Asynchronmaschinen benötigen ebenfalls keine Permanentmagnete und Bürsten.
Hersteller wie BMW oder Renault setzen bereits auf fremderregte Synchronmaschinen. Laut BMW (g+) haben diese zwar einen geringeren Wirkungsgrad als Motoren, deren Rotor-Magnetfeld durch Permanentmagnete erzeugt wird.
Allerdings lässt sich damit die abgerufene Leistung in Abhängigkeit von der Drehzahl besser steuern, was dem Motor bei Überholvorgängen eine bessere Elastizität verleiht. Hersteller wie Audi nutzen hingegen eine Kombination von Asynchronmaschinen und permanenterregten Synchronmotoren.
Weniger CO 2 -Emissionen
Der Mitteilung zufolge kann der Verzicht auf Permanentmagnete den CO 2 -Fußabdruck des Motors um 30 Prozent senken. Eine integrierte Architektur mit neuem Stator und verbesserter Kühlung soll die Leistungsdichte gegenüber aktuellen Valeo-Motoren um 30 Prozent steigern. Das neue Kühlkonzept soll zudem "ein herausragendes Verhältnis von Dauer- zu Spitzenleistung" erreichen.
Ein limitierender Faktor bei der Dauerleistung ist bislang vor allem der Inverter . Wegen der dabei entstehenden Wärme sind Wechselrichter in der Regel in einen Kühlkreislauf eingebunden. Doch das reicht meist nicht aus, um dauerhaft eine sehr hohe Leistung zu liefern. Der Umstieg auf Halbleiter auf der Basis von Siliziumkarbid (SiC) soll höhere Dauerleistungen ermöglichen.
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