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Elektromobilität RWTH-Studie: Werden Elektrofahrzeugmotoren kostengünstiger?

Von Stefanie Eckardt 2 min Lesedauer

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Metrofunk Kabel-Union GmbH

Der Lehrstuhl PEM der RWTH Aachen hat 48 Elektromotoren aus 31 Stromern aus den Jahren 2018 bis 2023 untersucht. Die Analysen ergab zum einen eine generelle Tendenz zu integrierten Antriebseinheiten. Zum anderen zeigte sich bei sämtlichen Komponenten ein Trend hin zu weniger Material und Produktionsaufwand durch neue Entwicklungen. Des Weiteren erkannte man eine verbesserte Stator-Kühlung für eine höhere Dauer- und Spitzenleistung sowie eine Entwicklung hin zu höheren Motordrehzahlen fest.

Der Lehrstuhl PEM der RWTH Aachen hat 48 Elektromotoren aus 31 Stromern aus den Jahren 2018 bis 2023 analysiert und die Ergebnisse in einer Studie veröffentlicht. (Bild: RWTH Aachen)
Der Lehrstuhl PEM der RWTH Aachen hat 48 Elektromotoren aus 31 Stromern aus den Jahren 2018 bis 2023 analysiert und die Ergebnisse in einer Studie veröffentlicht.
(Bild: RWTH Aachen)

„Die Steigerung der maximalen Drehzahl von Elektromotoren ist mittlerweile ein etabliertes Mittel, um die für eine bestimmte Leistung benötigte Aktivlänge und den erforderlichen Durchmesser des Stators zu reduzieren und auf diese Weise Material zu sparen“, erklärt PEM-Leiter Professor Achim Kampker. Das schlage sich unter anderem in einer Verminderung der Herstellungskosten nieder. Dazu tragen der Studie zufolge auch neuartige Produktionsschritte bei, die manche bisherigen Verfahren überflüssig machen. „Die Fertigung von Elektromotoren bewegt sich aktuell in einem Spannungsfeld zwischen Performance, Materialeinsatz, Bauraumbedarf und Kosten, da die Maschinen leistungsstärker, effizienter, kompakter und gleichzeitig günstiger werden sollen“, so Kampker.

Fertigungstechnologien im Vergleich

Die im frei zugänglichen Fachbeitrag „Technologischer Fortschritt bei Elektromotoren: Eine Vergleichsstudie von Produktdesign- und Fertigungstechnologien“ veröffentlichte Untersuchung war auf Basis der Datenbank „A2Mac1“ sowie auf der Grundlage eigener Teardown-Analysen des RWTH-Instituts entstanden. In ihrer Arbeit befassten sich die Forschenden vor allem mit den Fragen, wie Automobilhersteller ihre aktuellen E-Motoren tatsächlich ausgelegt haben, wie viel Kupfer und Permanentmagnet-Masse die Maschinen enthalten, welche Technologien bei ihrer Herstellung zum Einsatz kommen und wie die Markt-Trends der vergangenen Jahre aussehen.„Die Gehäusekomponenten von Motor, Getriebe und Leistungselektronik sind zunehmend ineinander integriert, um Schnittstellen, Montage-Arbeiten, die Anzahl der erforderlichen Grundbestandteile und das Gesamtgewicht zu reduzieren und damit die Effizienz der Materialnutzung zu erhöhen“, resümiert Studienautor David Drexler. Die in der Industrie bislang gängige indirekte Wassermantelkühlung werde allmählich von einer direkten Kühlung der Stator-Wicklung mit Hilfe von Öl abgelöst. „Der Trend gelangt aus Asien zu uns und wird in der nächsten Elektrofahrzeug-Generation europäischer Hersteller zum Tragen kommen“, erklärt Drexler. (se)

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