Wie lange leben Elektromotoren?

Forschung Hochschule Fakultäten

Die Fakultät Fahrzeugtechnik erforscht die Lebensdauer des Elektrobands in Rotoren

Wie zuverlässig ist ein Elektroband und wie lange kann ein Elektromotor eines E-Fahrzeugs dadurch funktionstüchtig bleiben? Das möchte die Fakultät Fahrzeugtechnik der Hochschule Esslingen im Rahmen eines neuen Forschungsprojekts in Erfahrung bringen. Die Stiftung Stahlanwendungsforschung und die Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. unterstützen die Gesamtkosten des Projekts von etwa 436.600 Euro mit rund 314.630 Euro. Die Laufzeit des Projekts beträgt drei Jahre.

„Heutzutage werden immer häufiger elektrische Antriebe in Fahrzeugen verbaut,“ berichtet Prof. Dr. Peter Häfele, Leiter des Kompetenzfelds Bauteilzuverlässigkeit an der Fakultät Fahrzeugtechnik. Er ergänzt: „Das bedeutet auch, dass wir die Methoden, mit denen sich die Lebensdauer der Bauteile vorhersagen lassen, weiterentwickeln müssen.“ Um Käuferinnen und Käufer von Elektrofahrzeugen eine ausreichende Lebensdauer ihrer neuen Autos zu gewährleisten, muss unter anderem ein Nachweis über die Lebensdauer des Elektromotors vorliegen. Das Ziel des Forschungsprojekts ist es daher, die Vorhersagegenauigkeit für die Nutzungsdauer des elektrischen Antriebsmotors zu verbessern.

Das Herzstück eines E-Motors – der Rotor – besteht aus zahlreichen Lagen von sehr dünnem Elektroband. Elektroband ist ein weichmagnetischer Stahlwerkstoff mit speziellen magnetischen und mechanischen Eigenschaften. „Für eine treffsichere Lebensdauervorhersage des Rotors im Kundeneinsatz müssen die Werkstoffkennwerte der nur 0,1 mm bis 0,3 mm dicken Stahllamellen unter kundenähnlicher Beanspruchung bestimmt werden“, beschreibt Prof. Dr. Häfele das Vorgehen.

„Mit einer neuen Prüfmethode, die wir entwickeln, sollen die zahlreichen Einflussfaktoren berücksichtigt werden, denen der Rotor während eines Fahrzeuglebens ausgesetzt ist. Dazu zählen verschiedene Schneidetechniken bei der Herstellung der Stahllamellen, Drehzahländerungen von Teil- zu Vollbelastung, Alterungseinflüsse und Temperaturschwankungen während des Betriebs“, so der Projektleiter weiter.

Neben der Stiftung Stahlanwendungsforschung und der Forschungsvereinigung Antriebstechnik begleiten auch verschiedene Erstausrüster – sogenannte OEMs (BMW, Mercedes-Benz, Porsche, VW), Zulieferer (ZF, Mahle, Stiefelmayer Lasertechnik, Valeo Siemens eAutomotive, Schaeffler, Bosch, EM-motive, AVL, Magna powertrain) und Werkstoffhersteller (voestalpine, Wälzholz) das Forschungsprojekt.

Weitere Informationen zur Fakultät Fahrzeugtechnik gibt es auf der Webseite.

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Christiane Rathmann
M.A. Christiane Rathmann