Elektromotoren sind seit 150 Jahren bekannt und seit über 100 Jahren für den Industrieeinsatz in Serienproduktion. Die Anforderungen an Motoren und Leistungselektronik für die Automobilindustrie unterscheiden sich jedoch wesentlich von denen, die ein Industrieantrieb erfüllen muss. Die optimierte Auslegung des elektrischen Antriebsstranges kann deshalb nur im interdisziplinären Gesamtkontext erfolgen.

Für die Anwendung im Kraftfahrzeug ist das Thema Leistungsdichte stark in den Fokus gerückt, weshalb die mechanische Auslegung eine essentielle Rolle spielt. Diese lässt sich unter anderem durch höhere Drehzahlen, verbesserte Kühl- und Leichtbaukonzepte erreichen. Daneben wird auch der Einsatz neuartiger SMC-Materialien, alternative Rotorkonzepte mit niedrigem Trägheitsmoment und die Integration der Leistungselektronik in den Elektromotor untersucht.

Durch den starken Innovationscharakter der Elektro- und Hybridfahrzeuge ist die Frage der optimalen Antriebstopologie für die jeweilige Anwendung nicht endgültig beantwortet. Lösungsansätze dieser Problemstellung liegen in der simulationsbasierten Optimierung. Diese erfordert die Modellierung des gesamten Antriebsstrangs von der Batterie bis zum Rad.

Aufgrund der Kopplung bekannter analytischer Berechnungsverfahren mit FEM-gestützten Tools können anwendungsspezifisch Parameter und die Motorgeometrie innerhalb der elektromagenischen Auslegung optimiert werden. Durch diese Methodik kann der Gesamtwirkungsgrad des Motors aber auch sein dynamisches Verhalten hinsichtlich der Geräusch- und Vibrationsentwicklung verbessert werden.

Zur Charakterisierung von Prototypen sowie zur Parametrierung und Validierung von Simulationen stehen zwei Prüfstände zur Verfügung. Sie decken mit 145 kW bzw. 215 kW, sowie Drehzahlen bis 18.000 U/min bzw. 15.000 U/min und Drehmomenten von 270 Nm bzw. 540 Nm den Leistungsbereich von Hybrid- und Elektrofahrzeugen ab. Neben der Untersuchung der Dynamik von Elektromotoren können Analysen basierend auf realen Belastungsszenarien durchgeführt werden.

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