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: 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: Steuergerät" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Online Engineering GmbH 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 für die neue Motortechnik geeigneten gewichtsoptimierten Umrichterkonzeptes, eines robusten Ansteuerverfahrens sowie eines Konzeptes zur weitgehenden Integration des Umrichters in die Radnabe. Im Einzelnen sollen folgende Arbeitsschritte durchgeführt werden: - Erstellen von Konzepten für die Architektur der Steuerung - Prüfung der Eignung von Multiphasentopologien - Auswahl geeigneter Bauelemente - Konzeptbewertung und Auswahl eines Konzeptes für den Aufbau eines Prototypen - Elektrische Simulation der Konzepte und Belastungsgerechte Auslegung der einzelnen Unterbaugruppen (Kommutierungseinheit und Vorsteuerung) - Aufbau von Prototypen und elektrische Vorerprobung im Labor - Einbau in die Prototypen und Optimierung der Funktionalität - Experimenteller und ggf. messtechnischer Eigenschaftsnachweis an Demonstratoren Bei der Konzeptuntersuchung, der elektrischen und mechanischen Auslegung sowie der späteren Erprobung sind die Aspekte Gewicht, Ansteuerverfahren, Aufbaukonzept, Erwärmung und Kosten zu berücksichtigen.
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.
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 "Teilvorhaben: Produktive CFK-Komponenten eines Radnabenmotors" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von INVENT Innovative Verbundwerkstoffe Realisation und Vermarktung neuer Technologien GmbH 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 Wickeltechnik in Verbindung mit Leichtbautechniken. Ziel des Teilvorhabens ist die Entwicklung und Fertigung von prototypischen und faserverbundgerechten CFK-Rotoren und -Deckeln für ultra-leichte Radnabenmotoren auf Basis von prozesscharakterisierenden Probeprogrammen und technologiedemonstrierenden Bauteilen. Hierbei soll eine Gewichtsreduktion und kompaktere Bauform mit weiterer Funktionsintegration und erhöhter Schadenstoleranz erreicht werden. Weiterhin wird eine Reduktion der strukturellen Komplexität mit einem Potential für einen hohen Automatisierungsgrad in der Produktion für die CFK-Baugruppe erarbeitet. Um das Gesamtziel des Projektes zu erreichen, müssen im Teilvorhaben der INVENT GmbH bearbeitet werden: - Erstellen von Konzepten für ein integrales CFK-Rotor-Deckel-Bauteil (ggf. hybrid CFK-Metallschaum) - Prüfung der Eignung von Faserverbundmaterialien und hybriden Materialkombinationen für die Rotor- Deckel-Baugruppe des Radnabenmotors - Analyse und Auswahl geeigneter Materialkombinationen: CFK-, CFK-Aluminiumschaum, diverse Zusatzmaterialien für Funktionsintegration (z.B. zur Schwingungs- und Lärmreduktion bzw. zur Erhöhung der Schadenstoleranz) - Konzeptbewertung und Auswahl je eines Vorzugskonzeptes - Belastungsgerechte Topologieoptimierung von der integrierten CFK-Rotor-Deckel-Baugruppe sowie simulativer Eigenschafts- und Eignungsnachweis mit Hilfe der Finite Element Methode (FEM) und detaillierte Konstruktion - Bereitstellung von Probenmaterial und Halbzeugen - Aufbau Fertigungswerkzeuge für integrierter CFK-Rotor-Deckel-Baugruppe (ggf. auch hybrid CFK Metallschaum) und Fertigung dieser - Analyse der Wirtschaftlichkeit der einzelnen Konzepte sowie der Transfermöglichkeit auf andere Industriebereiche.
Das Projekt "Teilvorhaben: Fahrzeugintegration" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ford Forschungszentrum Aachen GmbH durchgeführt. Im Rahmen des Projekts wird ein Elektrofahrzeugkonzept mit hochintegriertem Radnabenantriebssystem entwickelt. Das Antriebssystem integriert den Radnabenmotor mit mechanischer Bremse, Leistungselektronik und Regelintelligenz, so dass es sich für die Großserienproduktion in puncto Kosten und Zuverlässigkeit eignet. Der Projekterfolg wird durch die praktische Integration und Erprobung des Radnabenantriebs in den Hinterrädern zweier Fahrzeuge als Technologieträger demonstriert. Anhand der Technologieträger wird die Integration des Radnabenantriebssystems in die bestehende Fahrwerksarchitektur, die innovative Fahrdynamikregelung (durch intelligente Zentralansteuerung der Radantriebe und des Bremssystems) und die Umsetzung des zugehörigen funktionalen Sicherheitskonzepts nachgewiesen, evaluiert und im Fahrversuch erprobt. Das Ford Teilvorhaben umfasst die Erstellung des Anforderungskatalogs für den Radnabenantrieb aus Gesamtfahrzeugsicht, die Optimierung einer bestehenden Fahrwerksarchitektur für das spezifizierte Radnabenantriebssystem sowie den Aufbau von zwei Versuchsfahrzeugen als Technologieträger. Weiterhin umfasst der Arbeitsplan die Entwicklung und Bereitstellung einer intelligenten Zentralsteuerung der Radantriebe für die Fahrdynamikregelung sowie die Planung, Durchführung und Auswertung der umfangreichen Fahrzeugerprobung.
Das Projekt "Teilvorhaben: Raddrehzahlregelung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Continental Automotive GmbH durchgeführt. MEHREN zielt auf die Elektromobilität im urbanen und suburbanen Individualverkehr ab. MEHREN hat zum Ziel, Radnabenantriebe erstmals für den praktischen Einsatz in Kraftfahrzeugen nutzbar zu machen. Ziel des Continental PT Teilvorhabens ist die Entwicklung der Raddrehzahlregelung. Hauptaufgabe zur Erreichung des Ziels ist die Entwicklung der Fahrdynamikregelung/Motion Control mit Schwerpunkt auf den antriebsstrangseitigen Funktionen (Drehmomentaufteilung, Drehzahlfensterregelung, Rekuperationsstrategie) und deren Evaluierung. Als Ergebnis erwartet Continental Automotive GmbH die Beschreibung der praxisgeprüften funktionalen Architektur von Antriebs- und Bremssystemfunktionen für ein radnabenangetriebenes Fahrzeug, wobei die inverterintegrierte Drehzahlfensterregelung eine Verbesserung der Fahrdynamik und Rekuperation möglich macht. Die Verbesserungen werden mit Messergebnissen dokumentiert. Durch die Unterstützung bei der Anforderungsanalyse und funktionale Sicherheitsanalyse wird erforscht und dokumentiert, wie zukünftige radnabenmotorbasierte Antriebssysteme und deren Regelung spezifiziert und gebaut werden müssen, um die erzielte Sicherheit, Robustheit und Regelbarkeit in Serie sicherstellen zu können.
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.
