Leichte, effiziente Traktionsantriebe durch federnde Rotorkomponenten (fedeRo); Teilvorhaben: Validierung auf Komponenten- und Antriebsebene - Verbundprojekt im Fachprogramm "Neue Fahrzeug- und Systemtechnologien" des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klima

Abstract

Leichtbau hat für die Entwicklung zukünftiger, effizienter und emissionsarmer Fahrzeuge eine große Bedeutung. Dies gilt insbesondere für die Traktionsantriebe der Fahrzeuge, da viele der Antriebskomponenten während des Betriebs des Fahrzeugs sowohl translatorisch als auch rotatorisch beschleunigt und abgebremst werden. Gewicht und Massenträgheit der Kompo-nenten und Baugruppen der Antriebe stehen damit im Zusammenhang mit der Effizienz des Fahrzeugs. Bei elektrischen Antrieben gilt dies insbesondere für die rotierende Baugruppe – den Rotor. Ziel des Forschungsprojektes „fedeRo“ ist es, durch den Einsatz federnder Rotorkomponenten sowie innovativer Fertigungsverfahren und Werkstoffe für Rotorbandagierungen einen Beitrag zur Entwicklung von leichten und effizienten elektrischen Antrieben für Fahrzeuge zu leisten. Die Gewichtsreduzierung der Antriebe resultiert unter anderem aus einer Steigerung der ma-ximalen Rotordrehzahl, die durch die entwickelten federnden Rotorkomponenten und -bandagierungen ermöglicht wird. So konnte beispielsweise das Gewicht der Rotorbaugruppe eines Traktionsantriebs eines bat-terieelektrischen PKWs der Kompaktklasse durch die entwickelten federnden Komponenten deutlich reduziert werden. Im Rahmen des Projekts wurden Anforderungen systematisch er-fasst und ein Zielsystem für den zu entwickelnden Rotor erstellt. Dieser wurde hinsichtlich mechanischer, elektromagnetischer und thermischer Eigenschaften FE-basiert ausgelegt und optimiert. Die so entstandenen Designvarianten wurden in Form von Rotor-Demonstratoren mit den entwickelten federnden Komponenten prototypisch aufgebaut und anschließend auf Komponenten- und Systemebene validiert. Die entsprechenden Validierungsaufbauten wur-den ebenfalls entwickelt, gefertigt und aufgebaut. Es erfolgten unter anderem Besttests und Motorentests in einer kompletten elektrischen Antriebseinheit, um die Funktion der entwickel-ten Komponenten und die Effizienz der damit aufgebauten Rotoren zu überprüfen.