Conti

Elektromotoren fürs Auto

30.04.2010 | Redakteur: Bernd Otterbach

Conti will effizientere Elektromotoren mit einem Leistungsspektrum von 5 bis 120 kW für Hybrid – und Elektrofahrzeuge entwickeln. Das Unternehmen setzt dabei auf Permanentmagnet- und vor allem auf fremderregte Synchronmotoren.

In Elektro- und Hybridfahrzeugen kommen überwiegend Dreiphasen-Drehstrommotoren unterschiedlicher Bauartprinzipien zum Einsatz. Der Grundaufbau ist dabei, abgesehen von den getriebeintegrierten Applikationen, häufig gleich: Die Statorwicklung befindet sich meist auße. Ihre Aufgabe ist es, mit dem, durch sie hindurchfließenden elektrischen Strom, ein magnetisches Drehfeld zu erzeugen. Im Inneren des Motors befindet sich der Rotor. Bei permanent erregten Elektromotoren (Permanent Magnet Synchronous Machine, PSM) trägt der Rotor Magnete, bei fremderregten Elektromotoren (Synchronous Machine, SM) befindet sich hier eine Erregerwicklung, die erst durch den fließenden Strom magnetisiert wird.

Asynchronmotor: Günstig aber groß

Als drittes Bauartprinzip ist die Asynchronmaschine (Asynchronous Machine, ASM) im Einsatz. Der Asynchronmotor zeichnet sich durch einfachen Aufbau und niedrige Kosten aus, beansprucht aber vergleichsweise viel Bauraum und erzielt in bestimmten Betriebsbereichen nur einen niedrigen Wirkungsgrad. Asynchronmotoren werden deshalb überwiegend bei günstigen Hybrid-Systemen zur Unterstützung des Verbrennungsmotors (Boost-Funktion) und bei der Rückgewinnung von Energie beim Bremsen (Rekuperation) eingesetzt.

Für Elektroantriebe in Vollhybriden, die auch elektrisches Fahren ermöglichen, oder für reine Elektrofahrzeuge sind die leistungsstärkeren PSM- oder SM-Techniken erforderlich. Continental setzt nach eigenen Angaben auf beide Motorentypen.

Permanentmagnet-Motor: Klein aber teuer

Die derzeit auf dem Markt überwiegend eingesetzten Motoren mit Permanentmagnet (PSM) verbinden die Vorteile einer kompakten Bauform mit einem hohen Wirkungsgrad, zumindest für weite Teile des geforderten Leistungsspektrums. Durch die geringe axiale Länge eignet sich dieses Konzept auch für Motoren, die in die Getriebeglocke integriert werden. Herausforderungen sind jedoch hohe Schleppverluste bei höheren Drehzahlen, der Aufwand zur Absicherung der Maschine im Fehlerfall sowie die Verfügbarkeit und Kosten des Rohstoffs Magnet.

Conti setzt auf fremderregten Synchronmotor

Der fremderregte Synchronmotor (SM) hat zwar eine längere Bauform, aber dafür vermeidet er die Probleme des Permanentmagnet-Motors. Zudem bietet der SM einen hohen Wirkungsgrad über nahezu alle Betriebszustände. Insbesondere bietet er Vorteile im Bereich höherer Drehzahlen, da hier durch die Erregerstromregelung die Gegeninduktivität reduziert werden kann. Im Fehlerfall ist die Maschine durch die Abschaltbarkeit des Rotorfeldes leicht abzusichern, es wird keine Spannung im Stator induziert.

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