Gemeinsam mit dem Unternehmen Silver Atena arbeitet die Hochschule Landshut im Rahmen des Forschungsprojekts „Ines Selma“ daran, eine neue, leicht herstellbare und kostengünstige Technologie für den kompletten elektrischen Antrieb zu entwickeln. Das Projekt startete Anfang des Monats und wird bis voraussichtlich März 2022 laufen.
LANDSHUT Die Technologie, an der die Hochschule mit dem Unternehmen arbeitet, basiert auf einem Elektromotor mit integrierter Leistungselektronik, Sensorik und Regelung und soll in Zukunft als Antrieb für Elektro- und Brennstoffzellen-Fahrzeuge, als Starter-Generator sowie als Antriebsmotor in der Luftfahrt Anwendung finden.
Im Rahmen eines Forschungssemesters wurde an der Hochschule Landshut bereits die Grundidee für das neue Elektromaschinenkonzept entwickelt. Das Besondere an dieser sogenannten Axialflussmaschine ist ihr modularer Aufbau aus U-Kernen sowie die Verwendung von Standardbauelementen wie UI30-Kernblechen und Steckspulen.
„Das macht die Maschine sehr leicht herstellbar und je nach Bedarf skalierbar“, erklärt Prof. Dr. Alexander Kleimaier, Projektleiter an der Hochschule Landshut. Ein weiterer Vorteil des Motors ist, dass für die Herstellung weniger Kupfer und weniger Magnetmaterial (seltene Erden) nötig ist, was die Produktion im Vergleich zu klassischen E-Motoren wesentlich kostengünstiger macht. Darüber hinaus ist der Motor selbst bei Fehlern in einzelnen Wirkungsteilen kurzschlussfest, wodurch das System zuverlässig und ausfallsicher ist.
Diesen Motor will Kleimaier nun im Rahmen des Projekts weiterentwickeln, vom Versuchsaufbau im Labor hin zu einem fahrzeugtauglichen Prototyp. „Im Moment sind wir mit der Geräuschentwicklung noch nicht zufrieden“, erzählt Kleimaier, „und die Anforderungen an die Leistungselektronik sind noch zu hoch. Daran müssen wir noch arbeiten.“ Parallel dazu befasst sich Silver Atena mit eben dieser Leistungselektronik, welche die Maschine ansteuert und mit der Fahrzeugsteuerung kommuniziert. Aus der Kombination dieser beiden Komponenten soll so ein komplettes elektrisches Antriebssystem entstehen, das in dieser Form Maschine, Elektronik, Regelungssoftware und Sensorik optimal aufeinander abstimmt und auf Systemebene integriert.
Bis es soweit ist, liegt vor Kleimaier und Silver Atena noch ein weiter Weg: „Im ersten Schritt entwickeln wir parallel die beiden Komponenten Maschine und Elektronik und stimmen sie aufeinander ab. Im zweiten Schritt kombinieren wir beides miteinander und nehmen es auf dem Prüfstand in Betrieb, um zu sehen, ob das System auch fahrzeugtauglich ist“, erklärt Kleimaier die verschiedenen Projektphasen. Im vierten Schritt werden schließlich die Faktoren verbessert, die beim Prüfstand negativ aufgefallen sind. „Unser Ziel ist, das neue System für Fahrzeuge anwendbar zu machen“, so Kleimaier. Gelingt das, kann sich die Hochschule Landshut als Newcomerin auf dem Gebiet der Maschinenentwicklung endgültig etablieren. Der Patentantrag für die Axialflussmaschine ist jedenfalls schon auf den Weg gebracht.
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