Wenn es um die Strapazierfähigkeit von Elektroautos geht, stehen bisher vor allem mögliche Batterieschäden und die Lebensdauer der Akkus im Fokus. Doch auch die weiteren Bestandteile der Antriebstechnologie sollten möglichst lange halten. Die Fakultät Fahrzeugtechnik der Hochschule Esslingen will im Rahmen eines Forschungsprojekts in Erfahrung bringen, wie zuverlässig eine zentrale Komponente von Elektromotoren ist.
„Heutzutage werden immer häufiger elektrische Antriebe in Fahrzeugen verbaut. Das bedeutet auch, dass wir die Methoden, mit denen sich die Lebensdauer der Bauteile vorhersagen lassen, weiterentwickeln müssen“, sagt Peter Häfele, Leiter des Kompetenzfelds Bauteilzuverlässigkeit an der Fakultät Fahrzeugtechnik. Um eine ausreichende Lebensdauer neuer Stromer zu gewährleisten, müsse unter anderem ein Nachweis über die Lebensdauer des E-Motors vorliegen. Das Ziel des Forschungsprojekts sei 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“, erklärt Häfele das Vorgehen.
„Mit einer neuen Prüfmethode, die wir entwickeln, sollen die zahlreichen Einflussfaktoren berücksichtigt werden, denen der Rotor während eines Fahrzeuglebens ausgesetzt ist“, so der Projektleiter weiter. Dazu zählen verschiedene Schneidetechniken bei der Herstellung der Stahllamellen, Drehzahländerungen von Teil- zu Vollbelastung, Alterungseinflüsse und Temperaturschwankungen während des Betriebs.
Die Hochschule Esslingen hat ihr Forschungsprojekt zur Haltbarkeit von E-Motoren auf drei Jahre angelegt. Das Vorhaben wird von mehreren Unternehmen der Automobilindustrie unterstützt, darunter die Hersteller BMW, Mercedes-Benz und Volkswagen sowie die Zulieferer ZF, Mahle, Schaeffler, Bosch und Magna.
Peter W meint
So wie ich das lese, werden Asyncronmotoren unetersucht, und die baut eigentlich nut Tesla im Ms und X ein, oder als Motor an der Vorderachse bei Allradlern.
Die allermeisten Motoren sind aber Syncronmotoren, und dort sind die Neodymmagnete das Problem. Werden die zu heiß werden sie entmagnetisiert, und auch Vibrationen können mit der Zeit Schäden anrichten. Das zweite Problem sind die Kupferspulen, denn die können durch mechanische Beanspruchung und zu viel Hitze Kurzschlüsse verursachen oder der Lack löst sich in Rauch auf.
Wenn es denen Spaß macht können sie aber auch gerne die Bleche untersuchen, das ist doch vollkommen egal, Hauptsache irgendwelche Forschungsgelder werden verbraten.
Übrigens, das erste was an einem E-Motor kaputt geht ist in der Regel das Wellenlager.
Binning meint
Soweit mir bekannt ist überdauert die Langlebigkeit eines Elektromotors die der Batterie um das 2 bis 3-fache.
Das bedeutet > 20 Jahre.
Voraussetzung:
Es werden keine Sollbruchstellen wie bei der Waschmaschine eingebaut.
strahler meint
Im EV gehört zum Elektromotor auch der Stromrichter. Bei immer mehr EV’s wird der Elektromotor zusammen mit dem Stromrichter kompakt in ein Gehäuse eingebaut. Der reine Elektromotor wird sicher die Lebensdauer des Fahrzeuges übertreffen. Nicht so die Elektronik. Hier ist Forschungsarbeit sicher angebracht. Sowohl Kondensatoren als auch Leistungshalbleiter unterliegen einem Verschleiss (z.B. Mikrorisse durch thermische Ausdehnungsbeanspruchung). Ich wäre schon daran interessiert, dass auch die Elektronik die Lebensdauer des Fahrzeuges übertrifft. Der Austausch der Leistungselektronik ist bestimmt eine teure Angelegenheit.
Leotronik meint
Es wäre doch gelacht wenn es der Industrie nicht gelingt ein selbstzerstörendes Blech zu finden. 15 Jahre als maximale Lebensdauer muss reichen. Alles im Rahmen einer nachhaltigen Umsatzsicherung.
Jin meint
Selbstzerstörendes Blech gibts doch schon seit es Blech gibt, da braucht man nix zu erfinden, das nennt sich einfach Rost.
Selnim meint
Motoren in Elektroautos sind schon deutlich anders ausgelegt als in Industrieanwendungen. Forschung auf diesem Gebiet ist sicher nicht verkehrt.
Insbesondere gibt es sicherlich noch Potential für Materialeinsparungen. Gleichzeitig soll die Lebensdauer nicht beeinträchtigt werden.
Jörg meint
Ein solide gebauter Elektromotor hält meines Wissens nach so gut wie „ewig“.
Lange genug jedenfalls, um die Lebensdauer eines Fahrzzeugs zu überdauern.
Mein Verdacht: hier wird geforscht, wie man gezielt Sollbruchstellen einbauen kann, um Umsatz durch Reparaturen zu generieren.
Ernesto 2 meint
Gebe Dir recht Jörg; Motoren sind schon seit 100 Jahren im Dauereinsatz und es kommt dabei eigentlich kein Problem ausser an den Lagern auf. Alles andere ist Quatsch. Wenn der Motor 30 Jahre hält lebt er länger als 99% aller Karosserien. Das genügt. Und von zehntausenden Motorschäden wie bei den Verbrennern üblich habe ich bei Elektromotoren noch nix gehört. Ausser sie wurden mit Wasser geflutet.
Optimist meint
Das ist leider auch meine Vermutung. Die Unterstützer dieser Forschung sind ja wieder die üblichen Verdächtigen. Wäre echt blöd wenn die Motoren zu lange halten würden.
Jörg2 meint
Reicht da nicht ein Blick in die Garantiebedingungen der Fahrzeughersteller? Da sollten doch die reinkostruierte Mindesthaltbarkeit gut ablesbar sein.
Georg meint
Vermutlich sollten die eher die Lager anschauen, denn die sind am ehesten einer „dynamischen / mechanischen Belastung“ ausgesetzt.
Aber auch hier gelten wohl die „Gesetzmäßigkeiten“ die bei allen Elektromotoren bisher galten.
McGybrush meint
Und solche Informationen waren 100 Jahre lang in Baumaschinen, U-Bahnen, Aufzügen, Lüfter, egal? Also wir reden doch von der gleichen Technik „Elektromotor“ oder?
Oder ist das was komplett neues im
Auto?
/ironie off
Hans Meier meint
Deutsche Jungend forscht… ;) bezahlt vom VDA Gremium. Scheint immer noch zu viel Geld rumzuliegen i dem Verein…. wird Zeit dass sich das Ändert :)
Skodafahrer meint
Nein, ein normaler Drehstrommotor am 50Hz Netz hat eine Leerlaufdrehzahl von 3000 U/min. Elektromotoren im Fahrzeug sollen leicht sein, deshalb drehen sie z.B. 9000 U/min. Weiterhin ist der EV-Motor eine flüssiggekühlte Leichtbaukonstruktion mit einem Aluminiumgehäuse. Dadurch spart man im Vergleich zum Verbrenner deutlich an Gewicht, das sinnvollerweise durch Batteriemasse ersetzt werden kann.
Jedes kg Motorgewicht das durch ein Kg Batterie mit 200Wh/kWh ersetzt werden kann bringt mehr als 1km zusätzliche Reichweite im Elektroauto.
Hans Meier meint
Ach so, darum brennen E-Motoren aus DE überproportional häufiger ab als die Japaner :D Selber erlebt anhand eines E-Furparks. „Motortuning“ auf Kosten der Haltbarkeit… typisch.. DE.. :) Rendite for the Max.
Peter W meint
… Kg Batterie mit 200Wh/kWh …
eine ganz neue Einheit! Da hab ich wohl die falsche Schule besucht.
alupo meint
Die beiden Elektromitoren in meinem Model S drehen mit mit bis zu 16.000 bzw. 18.000 U/Minute @ 250 km/h. Also ziemlich hoch, aber dafür extrem selten.
Bei 125 km/h sind es dann „freundlichere“ 8.000 bis 9.000 U/Minute.
bensch meint
Was kostet denn so ein neuer Elektromotor?
Selnim meint
Motoren in Elektroauto sind schon deutlich anders ausgelegt als in Industrieanwendungen. Forschung auf diesem Gebiet ist sicher nicht verkehrt.
McGybrush meint
Hab bei Tesla Model S mal was von 6000 gehört. Weiss aber nicht mehr in welcher Währung. Aber halt mit ordentlich PS und da ist auch die Elektronik mit bei.
Ich glaube man kann später mal bei Corsa und Co von 3000 ausgehen. So meine Glaskugel.
BMW
Anaugbrücke 800Eur
6x Injektoren = 6x 300Eur
Kat 1000Eur
DPF 1000Eur
Hochdruckpumpe 800Eur
Zylinderkopf 5000Eur
Motor komplett ohne anbauteile 7000-20.000Eur
Getriebe 3000-7000Eur
Also da fragt auch keiner nach Preise für den Fall. Bei E-Autos kommt immer die blöde Frage, „und wenn der Akku kaputt geht?“.
alupo meint
Der Stator des nicht Performance Asyncronmotor der Teslas MS&MX soll laut Analysen von Phoenix ca. 170 € kosten.
Der Kurzschlußläufer wohl auch nicht mehr?
Ich denke, max. 500 € sind dann wohl die Kosten. Der Preis liegt sicher höher…