Magnetlose elektrische Maschinen, gekennzeichnet durch eine hohe Materialverfugbarkeit und deshalb pradestiniert fur den breitflachigen Einsatz in Hybrid- und Elektrofahrzeugen

摘要

Die in den letzten Jahren vorgestellten Hybridfahrzeuge mit getriebeintegrierten elektrischen Maschinen basierten aufgrund der vergleichsweise kleineren Baugrosse hauptsachlich auf der permanentmagneterregten Synchronmaschine. Bei elektrischen Achsantrieben dominiert auch hier diese Maschinenvariante mit wenigen Ausnahmen wie z.B. fur den Tesla (Hochleistungs-Asynchronmaschine) oder fur den Renault (fremderregte Synchronmaschine). Aufgrund der weltweit begrenzten Verfugbarkeit und der damit verbundenen hohen Kosten der Seltene-Erden-Magneten, speziell des Dysprosiums, rucken derzeit verstarkt sogenannte "magnetlose" elektrische Maschinen in den Fokus der Automobil- und Zuliefererindustrie. Derartige Maschinen bieten neben der hohen Materialverfugbarkeit und den vergleichsweise geringen Herstellkosten weitere Vorteile fur den automobilen Einsatz: Keine Bremsmomente an der Maschinenwelle bei einer Storung in der Leistungselektronik; Keine Schleppmomente, z.B. beim Mitschleppen einer ausgeschalteten Maschine; Geringe Temperatur-Empfindlichkeit. Ferner sind bestimmte Maschinentypen, wie die Asynchron- und die Synchronreluktanzmaschine, fur hohere Drehzahlen besser geeignet, was speziell in Verbindung mit einem Reduziergetriebe zu einer Erhohung der Leistungsdichte (weniger Aktivmaterial, z. B. Kupfer) in der elektrischen Maschine fuhrt. Auch ist der Wirkungsgrad bezuglich eines realistischen Fahrzyklus nahezu vergleichbar mit dem Wirkungsgrad von permanentmagneterregten Synchronmaschinen. Die magnetlosen elektrischen Maschinen stellen somit, speziell bei Hybridfahrzeugen (Plug-In-Hybrid, Range Extender) mit elektrischen Vorder- bzw. Hinterachsantrieben, eine wettbewerbsfahige Losung fur zukunftige Entwicklungen dar.