Kleiner und leichter

Zulieferer entwickelt neuartigen Elektromotor

Elektromotoren in aktuellen E-Autos arbeiten zumeist mit Permanentmagneten in ihrem Inneren. Das hat Nachteile. Andere Hersteller wie BMW und Renault verwenden stromerregte Magneten. Zulieferer ZF hat dieses Prinzip nun weiterentwickelt und bringt einen fremderregten Synchronmotor mit revolutionärem Aufbau.

Fremderregte (= stromerregte) Elektromotoren haben grundsätzlich den Vorteil, dass sie ohne Seltene Erden auskommen, Metalle, die nicht nur selten, sondern auch teuer sind und teilweise unter menschenunwürdigen Bedingungen gewonnen werden.

(Bild: ZF)

Im Vergleich zu Permanentmagnetmotoren brauchen solche mit Bürsten- oder Schleifkontakten aber mehr Bauraum, außerdem sind sie weniger effizient, klärte ZF-Vorstandschef Holger Klein bei einer Veranstaltung des German Car Awards auf, wo er den anwesenden Juroren den von seinem Unternehmen ersonnenen Motor präsentierte: den In-Rotor Inductive-Exited Synchronous Motor (I²SM)

Die neue Motortechnik ist derzeut in einem Prototypen verbaut.

(Bild: ZF)

Bei dieser Neuentwicklung wird das Magnetfeld kontaktlos über einen induktiven Erreger innerhalb der Rotorwelle übertragen, statt von außen erzeugt. Im Vergleich zu gängigen fremderregten Motoren sollen die Übertragungsverluste um 15 Prozent geringer ausfallen. Darüber hinaus verspricht das Unternehmen aus Friedrichshafen ein besonders kompaktes Design: Im Vergleich zu üblichen FSM-Motoren benötigt die ZF-Innovation bis zu 90 Millimeter weniger axialen Bauraum. „Das macht den Motor einzigartig kompakt mit höchster Leistungs- und Drehmomentdichte“, verspricht Klein. Die Größe des I²SM entspricht der eines PSM-Motors.

Wechselrichter mit Siliziumkarbid-Technologie

(Bild: ZF)

Testfahrten in einem mit dem I²SM ausgerüsteten Porsche Taycan ergaben im Fahrbetrieb keine Unterschiede. Interessant wird die Sache, wenn der geringere Platzbedarf bei der Konstruktion des Fahrzeugs eingeplant werden kann. Außerdem kann der CO2-Footprint in der Herstellung, der bei PSM-E-Motoren insbesondere durch Magneten mit Seltenen Erden entsteht, um bis zu 50 Prozent gesenkt werden.

Der FSM von ZF soll nun zur Serienreife entwickelt werden und künftig in Verbindung mit 400- sowie 800-Volt-Systemen eingesetzt werden.