OptGeoFerrit (Optimierte Geometrie von Ferritkernen für kontaktlose Ladesysteme im Bereich eMobility)

Abstract

Das Verbundprojekt „OptGeoFerrit“ (01.06.2023–31.07.2025) der Neosid Pemetzrieder GmbH & Co. KG und der Universität Stuttgart verfolgte das Ziel, neuartige, dreidimensionale Ferritkerne mit einer Permeabilität über 1.500 für das induktive Laden von Elektrofahrzeugen zu entwickeln. Dabei sollten Gewicht und Materialeinsatz um mehr als 20 % reduziert und die Formgenauigkeit durch ein optimiertes Spritzgusswerkzeug auf über 99 % gesteigert werden.

Neosid erforschte geeignete Ferritmaterialien, Geometrien und Segmentierungen. MnZn-Ferrite, insbesondere das Material F02, erwiesen sich als optimal hinsichtlich Verlustleistung, Temperaturstabilität und mechanischer Belastbarkeit. Durch gezielte Segmentierung und Reduktion der Ferritdicke von 5 mm auf 3,5 mm konnten rund 30 % Material eingespart werden. Parallel entwickelte die Universität Stuttgart simulationsgestützte Modelle (ANSYS, COMSOL, PLECS), ein leistungselektronisches Prüf- und Messsystem sowie eine hocheffiziente Sekundärspule (Vehicle Assembly), die unter realen Bedingungen eine Übertragungsleistung von bis zu 22 kW bei Wirkungsgraden über 94 % erreicht.

Die Ergebnisse zeigen eine deutliche Verbesserung der Effizienz, Gewichts- und Materialeinsparung sowie der thermischen Stabilität. Damit leistet das Projekt einen wichtigen Beitrag zur Weiterentwicklung effizienter, kostengünstiger induktiver Ladesysteme für Elektrofahrzeuge.