Elektromotoren auf dem Prüfstand

Vor dem Hintergrund des Klimawandels ist weltweit ein Trend zur langfristigen Abkehr von fossilen Brennstoffen erkennbar. Elektrische Motoren und Hybridantriebe leisten daher einen wichtigen Beitrag zu einem nachhaltigen und umweltverträglichen Mobilitätskonzept. Elektromotoren sind auch aus der industriellen Anwendung, etwa im Maschinenbau, nicht mehr wegzudenken.

Stand der Technik

Ingenieure arbeiten daran, Elektromotoren speziell für den Antrieb von Automobilen weiterzuentwickeln und zu optimieren. Ein wichtiges Werkzeug für diese Entwicklungsarbeit sind Prüfstände.

Technologie

Wissenschaftler des Elektrotechnischen Instituts (ETI) am KIT haben Prüfstände zum flexiblen Testen von Elektro- und Hybridantrieben entwickelt. Auf drei Prüfständen am KIT können Entwickler Elektromotoren unter die Lupe nehmen, die Fahrzeuge vorwärtsbewegen – von Kleinwagen über Rennautos bis hin zu Kleinlastern. Die zur Regelung der Prüfstände und Motoren nötige Leistungselektronik und Software haben die Ingenieure des KIT vollständig selbst entwickelt und modular aufgebaut. Daher ist der Betrieb der Prüfstände extrem flexibel. Industriepartner und Kunden können nicht nur Motoren, sondern auch einzelne Antriebskomponenten der Leistungselektronik und Software untersuchen lassen. Die Motorenprüfstände zeichnen sich zudem durch eine Maximalleistung von 300 Kilowatt aus und können Antriebe bis zu 18.000 Umdrehungen pro Minute testen. Das maximale Drehmoment liegt bei 540 Newtonmeter. Weiterhin können hochgenaue Messungen von Wicklungswiderständen durchgeführt, sowie Thermoelemente zur genauen Temperaturermittlung eingesetzt werden.

Vorteile

Die Messwerte der Untersuchungen sind in Echtzeit abrufbar und beispielsweise in Form eines Wirkungsgradkennfelds darstellbar. Entwicklungsingenieure können anhand dieser Ergebnisse ihre Simulationsmodelle verifizieren und die Elektromotoren sowie ihre Motorsteuerung optimieren. Die Prüfstände tragen also dazu bei, dass zukünftige Elektromotoren Energie effizienter nutzen, sich durch eine gute Dynamik auszeichnen und die Fahrzeuge höhere Geschwindigkeiten erreichen und schneller beschleunigen.

Optionen für Unternehmen

Das KIT bietet diese Prüfstände für den Test und die Weiterentwicklung von Elektromotoren und Leistungselektronik für Industriepartner an. Das Prüffeld deckt den Leistungsbereich von Hybrid- und Elektrofahrzeugen aus den Segmenten der Klein-, Mittel,- Oberklasse- und Sportwagen ab.