Motorkonzept für Elektrofahrzeuge der Zukunft
Wenn die europäische Automobilindustrie erfolgreich auf Elektrofahrzeuge umsteigen will, werden bezahlbare Komponenten gebraucht. Diese Bauteile müssen außerdem energieeffizient und recycelbar sein sowie möglichst geringe Auswirkungen auf die Umwelt haben. Zudem besteht die zentrale Herausforderung darin, den Einsatz kritischer Rohstoffe bei diesen Komponenten zu minimieren, um die gegenwärtigen Versorgungsrisiken zu verringern. Das Projekt MAXIMA(öffnet in neuem Fenster) wurde 2023 mit dem Ziel ins Leben gerufen, diese Probleme zu lösen. Die Arbeit von MAXIMA (Modular AXIal flux Motor for Automotive) ist dem Bedarf an skalierbarer, nachhaltiger Elektrifizierung in der Automobilindustrie gewidmet, wobei ein erschwinglicher und anpassungsfähiger Axialflussmotor entwickelt wird. Dieser Motor ist derart konzipiert, dass er mehr Leistung bringt, die Umwelt schont und die Abhängigkeit von seltenen und kritischen Rohstoffen, insbesondere von Permanentmagneten, verringert wird.
An digitaler Front
„Innerhalb von MAXIMA wurde eine bahnbrechende multiphysikalische Design- und Analyseplattform entwickelt, die es den Fertigungsunternehmen und Ingenieurteams ermöglicht, elektromagnetische, strukturelle und thermische Eigenschaften sowie Recycelbarkeit vom ersten Tag an zu berücksichtigen“, berichtet Stéphane Clénet vom Projektkoordinator Arts et Métiers ParisTech. Wird das Kreislaufprinzip zur Kernvorgabe des Designprozesses, lassen sich Effizienz, Herstellbarkeit, Modularität und Demontierbarkeit optimieren. Überdies ermöglicht der digitale MAXIMA-Multiphysik-Zwilling Systemüberwachung in Echtzeit, vorausschauende Instandhaltung und adaptive Steuerung. Dank dieser Fähigkeiten können unter realen Betriebsbedingungen in Kraftfahrzeugen erhebliche Fortschritte in Bezug auf Leistung, Zuverlässigkeit und Systemlanglebigkeit erzielt werden.
Über Materialien und Fertigung
Das Team von MAXIMA plant, getestete Prototypen bereitzustellen, die als Kombination aus weichmagnetischen Verbundwerkstoffen und fortgeschrittenen Elektrostählen entstehen, die in Bezug auf reduzierte Verluste und einfachere Herstellung optimiert wurden. „Diese Prozessinnovationen verkleinern bereits den CO₂-Fußabdruck und senken die Kosten bei der Produktion neuer Elektromotoren“, kommentiert Clénet. Auch hinsichtlich der Strategien für das Lebensdauerende von Permanentmagneten wurden beachtliche Fortschritte erzielt. Die MAXIMA-Forschungsgruppe hat erfolgreich ein Recyclingverfahren entwickelt, bei dem Neodym-Eisen-Bor-Magnete zurückgewonnen, gereinigt und zur Wiederverwendung aufbereitet werden. Durch diesem Prozess bleiben die meisten ihrer ursprünglichen Eigenschaften trotz Verschmutzung und Verschleiß erhalten. „Damit wird ein entscheidender Kreislauf für hochwertige kritische Rohstoffe geschlossen und einem sektorweiten Wandel der Weg bereitet“, merkt Clénet an. Als Nächstes steht auf dem Programm, die innerhalb des Projekts bisher entwickelte Technologie zu nutzen, um mehrere Motorprototypen zu bauen und in realistischen Fahrzeugumgebungen zu erproben. Die Recyclingversuche werden ausgeweitet, der Maßstab der Prototypenproduktion erweitert und Lebenszyklusbewertungsmodelle anhand realer Daten verfeinert. Das Team von MAXIMA (Modular AXIal flux Motor for Automotive) beabsichtigt, bis 2027 ein greifbares Vermächtnis hinterlassen, das dazu beiträgt, den Übergang der europäischen Automobilindustrie zur Kreislaufwirtschaft, strategischen Autonomie und Klimaneutralität zu beschleunigen. „Auf diese Weise wird Europa seine weltweite Führungsrolle bei nachhaltigen Elektrifizierungstechnologien ausbauen und somit langfristigen Nutzen für Industrie, Umwelt und Gesellschaft generieren“, so Clénet abschließend. Wenn Sie an einer Vorstellung Ihres EU-finanzierten Projekts als „Projekt des Monats“ interessiert sind, schreiben Sie uns bitte eine E-Mail an editorial@cordis.europa.eu und teilen Sie uns mit, warum!
