Das Projekt "Teilvorhaben: Hochintegrierter Automotive-Antriebsstrang" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) durchgeführt. Im Rahmen des Verbundprojekts 3CCar verfolgt das ILK - im Verbund mit den Projektpartnern der Supply Chain 2 (SC2) - das Ziel, einen hochintegrierten und effizienten elektrischen Radnabenmotor zu entwickeln. Dieser Radnabenmotor soll sich wie folgt auszeichnen: - Einbindung in das elektro-thermische Netzwerk des 3CCar Projekts, - Leistungsdichte von 2 kW/kW soll erreicht werden, - Integration der Leistungs- und Steuerungselektronik in den Radnabenmotor, - Konzeption der Synthese von Felge und Radnabenmotor, - Einsatz von Faserverbund-Metall Kombinationen und - Sicheres und robustes Gesamtsystem. Um den Vorhabenszielen gerecht zu werden, haben sich die Partner der SC2 darauf geeinigt, eine konzeptoffene Entwicklung durchzuführen. D.h. während der Konzeptphase werden die Leichtbaupotentiale verschiedenster Radnabenmotokonzepte detailliert analysiert. Aufbauend auf einer gesicherten Datenbasis wird das zu realisierende Vorzugskonzept ausgewählt. Entsprechend der Work-Package Struktur werden daher zu Beginn des Projekts die Anforderungen an den Motor und dessen Bestandteile analysiert (WP1). Anschließend werden die Konzepte und Simulationsmodelle der Motorbestandteile erstellt. Dies wird parallel durch gezielte Werkstoff- und Komponententests unterstützt. Basierend auf dem Vorzugkonzept erfolgt die Detaillierung und Fertigung der Leichtbau relevanten Komponenten (WP4 & WP5). Abschließend werden die Demonstratoren bei den jeweiligen Projektpartnern entsprechend der ermittelten Anforderungen geprüft (WP6).
Das Projekt "Teilvorhaben: Konzeption, Konstruktion, Berechnung und Test des Ultra-Leichtbau-Radnabenmotors" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Magdeburg, Institut für Mobile Systeme durchgeführt. Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung eines extrem leichten, kompakten und dennoch leistungsstarken Radnabenmotors für Anwendungen im PKW- und Nutzfahrzeugsektor auf Basis einer neuen Wicklungstechnologie in Verbindung mit Leichtbautechniken. Die Ziele des Teilvorhabens sind die auf Leichtbau orientierte Konzeption und Konstruktion des gesamten Radnabenmotors incl. der Wicklung, die Auslegung des Magnet- und Kühlkreises sowie die arbeitsteilige Entwicklung eines neuen Umrichterkonzeptes mit Integration der Ansteuerelektronik in die Radnabe. Die Auslegung des Magnet- und Kühlkreislaufs hat großen Einfluss auf die gravimetrische Leistungsdichte, die erreichbaren Drehmomente, die Masse, die Eisenverlustleistung und die Dynamik des Radnabenmotors. Das gemeinsam zu entwickelnde neue Umrichterkonzept ist geeignet, den Motor mit eisenloser Luftspaltwicklung robust mit hohem Wirkungsgrad zu betreiben. AP-Nr.1: Grundlagen/Lastenheft AP-Nr.2: Anforderungsprofil-Leichtbau -Radnabenmotor AP-Nr.3: Konzepterstellung/Auslegung AP-Nr.4: Modellierung/Simulation AP-Nr.5: Technologieerarbeitung für Fertigung AP-Nr.6: Aufbau der Technologieträger /Demonstratoren AP-Nr.7: Messtechnische Bewertung /Eigenschaftsanalyse AP-Nr.8: Technische Dokumentation, Ergebnisaufbereitung.
Das Projekt "Teilprojekt: Entwicklung einer dynamischen Wellenabdichtung für moderne Radnabenmotoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Freudenberg Sealing Technologies GmbH & Co. KG durchgeführt. Gesamtvorhaben: Entwicklung und Erprobung eines serienfähigen Radnabenmotors mit den entsprechenden Fertigungsmethoden für den Einsatz in Personenkraftfahrzeugen. Teilvorhaben FST: Im Rahmen der Projektbeteiligung von Freudenberg Sealing Technologies soll ein reibungsoptimiertes, dynamisches Dichtsystem entwickelt werden, das den Radnabenmotor im Stillstand sicher gegen eintretenden Schmutz und Wasser von außen abdichtet und bei höheren Geschwindigkeiten möglichst wenig Verlustenergie erzeugt. FST plant folgende Arbeitsschritte zum Erreichen der Projektziele: 1. Definition der Randbedingungen für das zu entwickelnde Dichtsystem in Form des konkretisierten funktionalen Lastenhefts. 2. Begleitung der Feinspezifikation der produkttechnischen Anforderungen an die Serienfertigung des RNM-Systems unter Berücksichtigung des problemlosen Einsatzes des FST Dichtsystems. 3. Nach der Definition der Randbedigungen für das Dichtsystem erfolgt die eigentliche Entwicklungsarbeit. Diese wird mit der Unterstützung von Freudenberg Simmerringe erfolgen (siehe Unterauftrag). Zur Entwicklung des RNM-Dichtsystems werden folgende Schritte notwendig: 3.1 Konstruktion eines reibarmen Dichtsystem, 3.2 Berechnung und Auslegung des Dichtsystems, 3.3 Anpassung des Dichtungswerkstoffes auf die Kontaktbedingungen, 3.3 Test der Dichtungswerkstoffe, 3.4 Fertigung und Prüfung der Dichtungen. Während der Projektlaufzeit werden alle Ergebnisse dokumentiert und den Projektpartner zugänglich gemacht.
Das Projekt "Teilprojekt: Auslegung, Fertigung, Montage und Prüfung des Radnabenmotors" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Heinzmann GmbH & Co. KG durchgeführt. Gesamtziel ist es, einen Radnabenmotor RNM hoher Leistungsdichte und hohen Drehmoments mit integrierter Leistungselektronik für den Einsatz in Personenkraftfahrzeugen zu entwickeln und zu erproben, der die Anforderungen eines serientauglichen Produkts erfüllt. Für Heinzmann steht die Konzeptentwicklung für eine kostengünstige, serientaugliche, prozesssichere Fertigung und Montage des Radnabenmotors im Fokus. Heinzmann wird die RNM-Prototypen auslegen, fertigen und auf den Einsatz hin testen. Die komplette Entwicklungskette bis zur Umsetzung in die Serie soll dargestellt werden. Die Ziele sollen wie folgt erreicht werden: Basis wird das Lastenheft (AP1) sein, an das sich die Partner halten. Heinzmann begleitet zwar die Entwicklung der innovativen Einzelkomponenten (AP2-5) im Hinblick auf die Anwendbarkeit für kostenoptimierte Fertigung und Montage, ist aber für AP 6, die Auslegung, Fertigung und Montage des Radnabenmotors verantwortlich, wobei alle der entwickelten Komponenten zur Integration kommen. Im Fokus steht bei diesem AP 6 die gleichzeitige Konzeptentwicklung für eine weitgehende automatisierbare Serienproduktion. Im AP7, bei dem Heinzmann die Koverantwortung inne hat, wird dann das Gesamtkonzept des RNM-Antriebssystems rigide getestet, bevor in AP8 ein Demonstratorfahrzeug mit dem entwickelten serienfähigen Radnabenmotor ausgerüstet wird - hier assistiert Heinzmann beim Trouble Shooting.
Das Projekt "Integration von elektrischen Radnabenmotoren in vorhandene herkömmliche Antriebstechnologie zur Verbesserung des CO2-Wertes und der allgemeinen Lärmreduktion, mit praxisnahem Bezug auf innerstädtische Taxi-Fahrzyklen - E-Ramo" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Brabus GmbH durchgeführt. Das Vorhaben bezieht sich auf die Umrüstung von vorhandenen Fahrzeugen zu Hybrid-Fahrzeugen. Insbesondere die Umrüstung der aktuellen Mercedes E-Klasse (S212).Der elektrische Antrieb soll über im Antriebsstrang integrierte Radnabenmotoren erfolgen. Durch den direkten Antrieb der Räder ist eine Getriebeeinheit nicht notwendig. Dieser technische Vorteil erlaubt eine sehr kompakte Einbindung des elektrischen Antriebes in die vorhandene Fahrzeugstruktur. Der elektrische Antrieb ermöglicht zudem über regeneratives Bremsen ein Wiederaufladen der Batterie ohne eine zusätzliche Stromquelle. Dies führt zu einer deutlichen Reichweitenerhöhung des elektrischen Antriebes durch die Nutzung vorhandener Brems-Energie die über die Motoren, welche in diesem Fall als Generatoren arbeiten, in Elektrische Energie umgewandelt wird. Dadurch ist eine erhebliche Minderung des Kraftstoffverbrauchs möglich, die wiederum einen geringeren CO2-Ausstoß ermöglicht. Zudem kann die Lärmbelästigung durch den Verbrennungsmotor verringert werden. Das Arbeitsziel des Vorhabens beschreibt die Entwicklung und Herstellung eines funktionsfähigen Prototypen einer Hybrid-Nachrüstlösung. Damit sollen insbesondere Energiestrategien zur CO2-Reduzierung und gleichzeitiger Reichweitenverlängerung im Zusammenspiel zwischen Verbrennungsmotor und Elektromotor bei Kurzstreckenfahrten praxisnah Erforscht und Erfahren werden.Ein besonderer Augenmerk gilt hierbei den Fahrzyklen von Taxifahrern in innerstädtischen Gebieten.
Das Projekt "Teilvorhaben: FSEM - SP1 Fahrzeugkonzepte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung durchgeführt. Mit dem Projekt 'Fahrzeugkonzepte' wird das Ziel verfolgt, die wichtigsten Module eines Elektrofahrzeugs (Batterie, E-Motor) so zu erforschen und zu realisieren, dass daraus ein unter wirtschaftlichen und technischen Randbedingungen wegweisendes Fahrzeugkonzept mit den wesentlichen Merkmalen/Anforderungen 'Minimierung der Modulgewichte (Leichtbau)', 'Integration achsnaher/radnaher elektrischer Antriebe', 'Erforschung crashsicherer Energiespeichersysteme' und 'Integrative Betrachtung der Fahrzeugprüfung' entsteht. Konkret wird hierfür ein Leichtbaukonzept mit Radnabenmotoren und ein modulares Batteriesystem favorisiert. Das Fahrzeugkonzept wird in den vier Teilprojekten 'Radnabenmotoren', 'Crashsichere Batterie', 'Wechsel von Energiespeichern' und 'Gesamtfahrzeugprüfstände' adressiert. Ausgehend vom Stand der Technik werden in den Teilprojekten Konzepte zur Steigerung der Leistung von Radnabenmotoren, zur integrativen Fertigung, zur Reduzierung des Komponenten- / Fahrzeuggewichts, zum Batteriewechsel und zur Crashsicherheit erforscht. Basierend auf den Ergebnissen werden Demonstratoren aufgebaut und damit neuartige Fahrzeugkonzepte entsprechend der Anforderungen der Elektromobilität realisiert. Parallel werden Prüfmethoden und Gesamtfahrzeugprüfstände zur Prüfung und Bewertung der Demonstratoren betrachtet. Auf Basis der Fahrzeugkonzepte sowie der erforschten und prototypisch hergestellten Hardware werden Demonstratoren gebaut, die in das Concept Car 'FreccO' einfließen.
Das Projekt "Teilprojekt: Konstruktion und Herstellung eines Rotorgehäuses in einem Gießverfahren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von KSM Castings Group GmbH durchgeführt. Ziel des Projekts ist die Entwicklung und Erprobung eines serienfähigen Radnabenmotors mit den entsprechenden Fertigungsmethoden für den Einsatz in Personenkraftfahrzeugen. Schwerpunkte bei dieser Entwicklung sind die Maximierung der Drehmoment- und Leistungsdichte sowie die Sicherstellung der Zuverlässigkeit des Antriebs bei den im Rad gegebenen Umgebungsbedingungen und die serientaugliche Fertigung der Einzelkomponenten des Motors. Die Projektziele der KSM Castings Group sind die Entwicklung von serienfähigen Fertigungsverfahren für den Rotor sowie die Fertigung des Rotors für einen Demonstrator. KSM beteiligt sich an der Feinspezifikation der produktionstechnischen Anforderungen für die Überführung in eine Serienfertigung. Vor dem Hintergrund einer geplanten Serienfertigung des Radnabenmotors werden die produktionstechnischen Anforderungen an die Konstruktion und die Fertigungsverfahren im Detail definiert. Die Kernaufgabe von KSM besteht in der Konstruktion des Rotorgehäuses und der Fertigung im CPC-Verfahren. Die sich aus der mechanischen Auslegung des Rotorgehäuses ergebenden Geometriedaten werden hier in eine fertigungsgerechte Konstruktion umgesetzt. Basierend auf der Geometrie des Rotorgehäuses konzipiert, konstruiert und fertigt KSM ein entsprechendes Kokillengusswerkzeug. Auch die Bemusterung des Werkzeugs sowie ggf. notwendige Optimierung daran werden von KSM durchgeführt. Zu allen Arbeitsschritten erfolgt eine umfassende Dokumentation.
Das Projekt "Teilvorhaben: Aluminium-Magnesium-Leichtbau-Stator" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von TRIMET Aluminium SE durchgeführt. Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung eines extrem leichten, kompakten und dennoch leistungsstarken Radnabenmotors für Anwendungen im PKW- und Nutzfahrzeugsektor auf Basis einer neuen Wicklungstechnologie in Verbindung mit Leichtbautechniken. Ziel des Teilvorhabens ist die Entwicklung eines Leichtbau-Stators in Aluminium-Magnesium-Mischbauweise mit integrierter Innenkühlung für Radnabenmotoren, um den Direktantrieb leichter, funktionsintegrierter sowie kostengünstiger und somit für den Markt der Elektromobilität attraktiver zu gestalten. Der Leichtbau-Stator soll aus einem Stator-Grundkörper aus Aluminiumdruckguss und Magnesium-Umformprodukten bestehen, die dem Verschließen der Kühlkanäle dienen. Um die Ziele zu erreichen, sind folgende Arbeitsschritte geplant: - Erstellen von Konzepten für druckgussgerechte Stator-Grundkörper mit Kühlung; anschließend Konzeptbewertung und Auswahl eines Vorzugskonzeptes - Weiterentwicklung einer Aluminiumdruckgusslegierung mit verbesserten Eigenschaften für einen Stator-Grundkörper - Technologieentwicklung für das Fügen von Aluminiumdruckguss mit Mg-Knetwerkstoffen - Belastungsgerechte Auslegung von Stator-Grundkörper, Hülse und Deckel sowie simulativer Eigenschafts- und Eignungsnachweis - Demonstratorfertigung und Prüfung der Bauteilqualität und -funktionalität.
Das Projekt "Teilvorhaben: Deckel und Rotor eines Radnabenmotors in effizienter Metallschaum-Leichtbauweise" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik durchgeführt. Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung eines extrem leichten, kompakten und dennoch leistungsstarken Radnabenmotors für Anwendungen im PKW- und Nutzfahrzeugsektor auf Basis einer neuen Wicklungstechnologie in Verbindung mit Leichtbautechniken. Ziel des Teilvorhabens ist die Entwicklung innovativer, anforderungsgerechter Aluminiumschaumkomponenten für Radnabenmotoren, um den Direktantrieb leichter, kompakter und somit für den Markt der Elektromobilität attraktiver zu gestalten. Dazu sollen die Einsatzmöglichkeiten von Al-Schaum- sowie Hybridstrukturen (Al-Schaum mit CFK-Decklagen) untersucht und Konzepte zur Strukturoptimierung bei begrenztem Bauraum erarbeitet werden. Um das Gesamtziel des Projektes zu erreichen, müssen im Teilvorhaben des Fraunhofer IWU folgende Themen bearbeitet werden: - Erstellen von Konzepten für ein integrales Leichtbau-Rotor-Bauteil - Prüfung auf Eignung von Metallschäumen und deren Verbunde für den RNM-Deckel - Analyse und Auswahl geeigneter Materialkombinationen: Aluminiumschaum, Aluminium, FKV - Konzeptbewertung und Auswahl je eines Vorzugskonzeptes - Belastungsgerechte Auslegung von Leichtbaudeckel und -rotor sowie simulativer Eigenschafts- und Eignungsnachweis mit Hilfe der Finite Element Methode (FEM) - Fertigung geeigneter Werkstoffverbunde und Bereitstellung von Probenmaterial und Halbzeugen - Experimenteller und ggf. messtechnischer Eigenschaftsnachweis der Aluminiumschaum-Systeme an Demonstratoren - Analyse der Wirtschaftlichkeit der einzelnen Konzepte sowie der Transfermöglichkeit auf andere Industriebereiche.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung einer Produktcharakteristik zur Ermöglichung integrativer und hoch automatisierter Fertigungsprozesse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Elektromotoren und Gerätebau Barleben GmbH durchgeführt. Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung eines extrem leichten kompakten und dennoch leistungsstarken Radnabenmotors für die Anwendung im PKW- und Nutzfahrzeugsektor auf Basis einer neuen Wicklungstechnologie in Verbindung mit Leichtbautechniken. Im Teilvorhaben sollen eine hochintegrierte Motorkonstruktion sowie ein in hohem Maße automatisiertes Fertigungskonzept zur stückzahlvariablen Produktion entwickelt werden. Dazu werden die Eignung und Einsatzmöglichkeiten von Leichtbauwerkstoffen, wie Metallschäume und Faserverbundwerkstoffe und andere bei der Fertigung von Radnabenmotoren noch nicht eingesetzte Werkstoffe untersucht. Diese Erkenntnisse fließen in Konstruktions- und Fertigungsrichtlinien für zukünftige Generationen von Radnabenmotoren ein und werden für weitere potentielle Einsatzgebiete angepasst. Das entwickelte Leichtbaukonzept soll der Forderung und den hohen Ansprüchen am Markt an ressourceneffiziente, alternative Antriebslösungen Rechnung tragen.
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