Antriebstechnik

Einbaufertige Achsantriebsmodule für die Elektromobilität

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Der innovative Ansatz der elektrisch erregten elektronisch kommutierten Synchronmaschine im Vergleich zu den derzeit in der Elektromobilität vorherrschenden permanent erregten elektronisch kommutierten Synchronmaschinen liegt im Verzicht auf Permanentmagnete. „Die Materialverfügbarkeit von Neodym als deren Basismaterial erscheint aus heutiger Sicht wegen der Marktdominanz chinesischer Hersteller und der enormen Preissteigerungen (300% in zwei Jahren) nicht gesichert“, erläutert Dr.-Ing. Friedrich Klaas den Kontext.

Klaas hält bei Eskam die Fäden in der Hand und koordiniert das Zusammenspiel der einzelnen Projektpartner. „Elektrisch erregte Synchronmaschinen kommen in der Antriebstechnik, insbesondere in der Elektromobilität, bislang nur selten zum Einsatz. Ein wesentlicher Fokus der Entwicklung wird deshalb auch die Prüfung auf die Automobiltauglichkeit des Antriebskonzepts sein“, ergänzt er. Bearbeitet wird dieses Teilprojekt von der Groschopp AG aus Viersen und vom Bereich „Theoretische Elektrotechnik und Elektrische Maschinen“ der FH Düsseldorf.

Konsequenter Leichtbau bedingt neue Technik und neue Materialien

Ein weiteres Arbeitspaket widmet sich den Produktionstechniken für Leichtbaukomponenten mit Blick auf die Fertigung IHU-geformter Achsträger, wobei das Hauptaugenmerk auf der Entwicklung der Presshärtetechnik für das vorgesehene Teilesortiment liegt. Damit soll die Festigkeit der Bauteile auf das Zwei- bis Dreifache gesteigert werden und gleichzeitig durch eine Blechdickenreduzierung das Gewicht in einer ähnlichen Größenordnung gesenkt werden. Parallel dazu werden für die Achse Leichtbaukomponenten aus verschiedenen Aluminium- und Stahllegierungen entwickelt.

Für das Vorformen zum Hydroformen und das Tiefziehen von Bauteilen wird eine spezielle Umformpresse entwickelt. Weil der Achsaufbau auch in Hybridtechnik gestaltet wird, wird die Maschine speziell für diesen zukunftsträchtigen Prozessschritt ausgelegt. „Die Maschine wird vollelektrisch über Servotechnik flexibel und skalierbar gesteuert und bringt eine Formkraft zwischen einer und hundert Tonnen auf. Neu ist ebenfalls die flexible Steuerungsmöglichkeit durch mehrere Achsen, was mehr Möglichkeiten für die Formgebung zulassen wird“, beschreibt Klaas die passgenaue Auslegung der Verfahrenstechnik.

Fünf Projektpartner arbeiten daran, dass Verfahrensentwicklung, Materialentwicklung und Produktionstechnik reibungslos ineinandergreifen: das Fraunhofer-IWU aus Chemnitz, die Salzgitter Hydroforming GmbH & Co. KG aus Crimmitschau, die Erich Büchele Maschinenbau GmbH (Ebm) aus Meitingen, Hirschvogel Umformtechnik aus Denklingen und die Metallgießerei Funke aus Aalfeld.

Studie zeigt deutlichen Nachholbedarf für Automobilzulieferer auf

Netzwerkmanager Klaas ist ein versierter Branchenkenner. Er kann auf langjährige Erfahrungen und vielfältige Kontakte in gehobenen Positionen bei namhaften Automobilzulieferern zurückgreifen, wie etwa bei der INA-Wälzlager Schaeffler KG oder als Direktor von Magna International. Klaas hat das Netzwerk E-Mobility im Oktober 2010 gegründet, aufgebaut und auch beim Projekt Eskam die Partner zusammengeführt.

„Eine Studie der IHK Region Stuttgart zur Branche im Land Baden-Württemberg zeigte uns deutlich auf, dass das Engagement der Automobilzulieferer zu gering ist, um den anstehenden technologischen Wandel hin zum Elektromotor nachhaltig und konsequent zu bewältigen“, blickt Klaas zurück. Im Netzwerk E-Mobility ist deshalb ein Konzept diskutiert worden, das dazu beitragen soll, diese Lücke in einem Teilbereich der Elektromobilität zu schließen.

Ergebnis ist das nun vorliegende Konzept für einen Montagebetrieb, in dem Komponenten zu Antrieben und gegebenenfalls kompletten Antriebsachsmodulen montiert werden. Die Komponenten selbst werden von den Partnern des Verbundprojektes Eskam entwickelt, produziert und schließlich zugeliefert. Dass die Produktionstechniken gleichermaßen für Klein- und Großserien ausgelegt und vor allem skalierbar gestaltet werden, versteht sich für die beteiligten Projektpartner und für Friedrich Klaas von selbst.

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