Transversalfluss-Maschine und Reluktanzmotor

Die Art und Weise, wie wir uns in Zukunft von A nach B bewegen, wird sich deutlich verändern. Dies hat sowohl Einfluss auf die genutzten Mobilitätslösungen als auch auf deren Produktion. Im InnovationsCampus „Mobilität der Zukunft“ (ICM) bündeln das Karlsruher Institut für Technologie KIT und die Universität Stuttgart ihre Kompetenzen in Forschung und Innovation. Mit über 130 Projekten und einem Forschungsbudget von 65 Millionen Euro ist es eine der größten Forschungsinitiativen für nachhaltige Mobilität und die zugehörigen Produktionstechnologien.

Elektromotor ohne Seltene Erden

Anlässlich des „Future Mobility Open Labs“ am 5. Oktober wurden einige der wichtigsten Ergebnisse Besuchern aus Industrie, Forschung und Politik präsentiert. Ein Publikumsmagnet war das Versuchsträgerfahrzeug DeVee, an dem alle Facetten der Arbeit des ICM zu sehen waren. Mit an Bord hatte es neue Technologien, die die Mobilität der Zukunft nachhaltiger und effizienter machen sollen.

„Unser InnovationsCampus -Mobilität der Zukunft- eröffnet mit seinen Ideen und Projekten immer wieder neue Zukunftsoptionen, etwa bei der Erforschung moderner Elektroantriebe ohne den Einsatz seltener Erden. Hier entwickeln Forschende aus Karlsruhe und Stuttgart neue, wettbewerbsfähige Lösungen in der Mobilitäts- und Produktionstechnologie und ebnen so den Weg für eine nachhaltige Mobilität“, erläutert Petra Olschowski (Wissenschaftsministerin des Landes Baden-Württemberg).

Das DeVee Konzeptfahrzeug entspricht einem flexibel einsatzbaren Leichtfahrzeug, das beispielsweise Teil einer zukünftigen autonomen Carsharing-Flotte sein kann. In das Fahrzeug haben Forschende verschiedene Technologien wie ein neuartiger Reluktanzmotor mit Magneten ohne Seltene Erden, ein neuartiges Brennstoffzellensystem oder eine Transversalflussmaschine integriert, an der insbesondere die Potentiale der additiven Fertigung zu sehen sind.

Eine Transversalflussmaschine kann durch ihre Bauweise mit konzentrisch um die Achse gewickelten Kupferspulen bei gleichem Drehmoment deutlich kompakter konstruiert werden als herkömmliche Elektromotoren, womit sie sich sehr gut als Direktantrieb eignet. Schlitze und Gitter werden gezielt als Designelemente eingesetzt, um Wirbelströme weiter zu reduzieren und den Wirkungsgrad zu erhöhen.

Dass auch der Einsatz nachhaltiger Materialien deutliche Vorteile für Mobilitätslösungen der Zukunft bedeuten können, zeigt das ICM-Projekt „Design for Recycling“ am Beispiel von einem Fahrzeugsitze aus einem Naturfaserverbundkunststoff (NFVK). Für diesen entwickeln Forschende der Universität Stuttgart zum Beispiel laserbasierte Recyclingprozesse oder erproben die selektive Verstärkung der Bauteile durch die Kombination von Natur- und Synthetikfasern.

Das Versuchsträgerfahrzeug DeVee wird mitsamt einiger Technologiedemonstratoren im Rahmen der Innodex-Sonderfläche anlässlich der Messe ELMIA Subcontractor vom 14.-16. November 2023 zu sehen sein, die die Zukunftsagentur Haute Innovation seit 2013 jährlich umsetzt.

Mehr zum Projekt „Design for Recycling“ unter: www.icm-bw.de/forschung/projektuebersicht/detailseite/em7-defore

Details zur Entwicklung der Transversalflussmaschine unter: www.icm-bw.de/forschung/projektuebersicht/detailseite/ad1-addimot

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