Mit dem Aufkommen von Elektrofahrzeugen (EVs) ist die Effizienz des Antriebsstrangs zu einem zentralen Thema geworden. FEV hat eine innovative Lösung entwickelt: die aktive thermische Feldschwächung. Diese Technologie bietet bedeutende Vorteile, bringt jedoch auch einige Herausforderungen mit sich.
Vorteile der aktiven thermischen Feldschwächung
Ein großer Vorteil dieser Strategie ist die Reduzierung des Energieverbrauchs. Durch die gezielte Erhöhung der Rotortemperatur und die Schwächung der Permanentmagnete kann der Energieverbrauch in Fahrzyklen um bis zu 0,59 Prozent gesenkt werden. Bei einer Geschwindigkeit von 120 km/h beträgt die Einsparung etwa einen Prozentpunkt im Vergleich zu herkömmlichen Kühlstrategien. Diese Einsparungen führen zu einer erhöhten Reichweite von Elektrofahrzeugen. Die Effizienz im Antriebsstrang wird durch die thermische Schwächung der Permanentmagnete verbessert, besonders bei niedrigen Lasten. In bestimmten Betriebsbereichen kann die Effizienz auf bis zu 97 Prozent steigen. Optimiertes Wärmemanagement ist ein weiterer Vorteil. Durch die Erhöhung der Rotortemperatur kann die Kühlleistung reduziert werden, was die Kupferverluste verringert und die Effizienz erhöht. Zukünftige Generationen von Elektromotoren mit höherer Leistungsdichte werden noch mehr von dieser Strategie profitieren.
Herausforderungen der aktiven thermischen Feldschwächung
Eine der größten Herausforderungen ist die Komplexität der Temperaturregelung. Das Management der Temperatur erfordert eine präzise Steuerung der Kühlmitteldurchflussmenge und -temperatur, was die Systemkomplexität erhöht. Eine erhöhte Motortemperatur kann die maximale Leistungsfähigkeit des Motors verringern, insbesondere bei Spitzenleistungen und Volllastbeschleunigungen. Bei sehr hohen Drehzahlen und geringen Drehmomenten kann die Effizienz ebenfalls sinken. Innovative Kühlkonzepte sind notwendig, um die erhöhte Leistungsdichte und die damit verbundenen höheren Verlustdichten zu managen. Neue Strategien wie die Ölkühlung des Rotors müssen entwickelt werden. Die Effizienzvorteile variieren stark je nach Betriebsbedingungen, sodass eine kontinuierliche Anpassung der Motortemperatur notwendig ist. Dies erfordert eine ständige Überwachung und Anpassung, um die optimalen Temperaturbereiche zu halten und die Effizienz zu maximieren.
Fazit
Die aktive thermische Feldschwächung bietet signifikante Vorteile für die Effizienzsteigerung und den Energieverbrauch von Elektrofahrzeugen. Trotz der Herausforderungen, die mit dieser Technologie einhergehen, zeigt sie großes Potenzial für die zukünftige Entwicklung von EVs. Mit der richtigen Implementierung und Weiterentwicklung könnte diese Strategie einen entscheidenden Beitrag zur nachhaltigen Mobilität leisten.
Weitere Informationen zu diesem Thema sind im FEV SPECTRUM, Ausgabe 74 (https://www.fev.com/magazin/spectrum-74/) zu finden.
Diese und alle weiteren Ausgaben des FEV SPECTRUM stehen auf der FEV Website kostenlos als Download (https://www.fev.com/magazin/) zur verfügbar.
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