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DER KONSTRUKTEUR 9/2017

DER KONSTRUKTEUR 9/2017

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN INTERVIEW UNSERE BLDC-MOTOREN SIND FIT FÜR DIE ELEKTROMOBILITÄT Kosten und Reichweite sind die großen Herausforderungen in der Elektromobilität. Welchen Beitrag BLDC-Motoren mit integrierter Elektronik zur Lösung dieser Problemstellungen beitragen können, erfuhr die Redaktion im Gespräch mit Christian Ziegler, Sales and Application Manager, Sonceboz.

INTERVIEW Herr Ziegler, Sonceboz ist bekannt als Hersteller von kompakten Aktuatoren – vor allem für die Automobilindustrie, die Medizintechnik und den Maschinenbau. Was hat Sie bewegt, nun auch Richtung E-Mobility zu gehen, und welche konkrete Anwendung haben Sie im Blick? Warum gerade BLDC-Motoren? Bringen sie z. B. auch die für die Anwendung notwendige Robustheit mit? Können Sie die Motoren aus Ihrem Industrieprogramm 1:1 für die Elektrofahrzeuge übernehmen? Was zeichnet die BLDC-Aktuatoren als Fahrantriebe besonders aus? Können sie uns ein exem - plarisches Rechenbeispiel geben, wie Ihre BLDC-Motoren sich auf Reichweite, Anschaffungs- und Betriebskosten eines elektrisch angetrieben Fahrzeugs auswirken können? Welche zukünftigen Anwendungen sehen bzw. welche Vision haben Sie für Ihre mechatronischen Antriebe in der Elektromobilität? Der Bedarf nach emissionsfreier, individueller Mobilität in Ballungsräumen steigt, gerade in den Bereichen Lärmbelästigung und Abgasreduzierung. Wir legen unseren Schwerpunkt hier zunächst auf leichte elektrische Zwei- und Drei-Rad-Fahrzeuge oberhalb der Pedelec-Klasse mit Ihrer Beschränkung auf kleiner 500 W – je nach Land. Mit unserem, für mobile Anwendungen entwickelten CPM90-System – einem BLDC- Motor mit integrierter Leistungs- und Regelungselektronik – haben wir in der Klasse kleiner 5 kW / kleiner 70 km/h den idealen Antrieb zur Hand. Unser Know-how aus Indus trie- und Automotive-Entwicklungsprojekten haben wir in die Entwicklung eines kompakten effizienten und leistungsstarken Motors einfließen lassen, bei dem die Ziele „Null ppm” und „design to cost and manufacture“ verwirklicht wurden. In bürstenlosen Gleichstrommotoren sehen wir den richtigen Ansatz für wartungsfreie und effiziente Antriebe. Robustheit ist keine Frage des Konzepts, sondern der Ausführung und Validierung. Varianten aus der CPM90-Familie kommen in anspruchsvollen Applikationen in der Automobilindustrie bereits erfolgreich in Serie zum Einsatz. Nein, in der Regel nicht, da die Anforderungen zu unterschiedlich sind und wir den Anspruch haben, den Kunden das bestmögliche Produkt zu liefern – ohne Kompromisse. Natürlich versuchen wir, Synergieeffekte bei Industrie und Mobilität durch Verwendung von entsprechenden Komponenten zu erzielen. Ihre hohe Regelgüte, die Drehzahlvarianz, die Wartungsfreiheit, die Effizienz und ihre Kompaktheit. Ihre Effizienz von bis zu 90 Prozent im Bestpunkt (BEP) und darüber hinaus eine breite Spreizung der hohen Effizienzbereiche für Motor und Controller ermöglichen im dynamischen Fahrbetrieb einen Wirkungsgradvorteil für das Fahrzeug. Abhängig von der Technologie der Vergleichsfahrzeuge und dem Fahrzyklus liegt dieser bei ca. 15 bis 20 Prozent. Dieser Wirkungsgradvorteil kann an den Kunden in zwei Arten weitergegeben werden: Zum einen in Form von Reichweitenerhöhung bei gesetzter Batteriekapazität. Das äußert sich in einer geringeren Anzahl von Ladevorgängen über die Nutzungszeit mit Vorteilen bei Alterung und Stromkosten. Oder es können bei gleicher Reichweite im Vergleich zu einem weniger effizienten Antriebssystem, geringere Batteriekosten – da eine niedrigere Kapazität notwendig ist – und ein reduziertes Fahrzeuggewicht geleistet werden. Beispielsweise schlägt eine 4,2-kWh-Batterie in einem E-Scooter mit ca. 1 050 Euro zu Buche (Lithium- Ionen-Batterie mit 250 €/kWh). Allerdings sind konkrete Rechenbeispiele hier schwierig, da viele Randbedingungen (Streckenprofil, Temperatur, Wind, lokale Strompreise, Geschwindigkeitsprofil, Batterieladezyklen…) in eine solche Betrachtung einfließen müssen. Nach den Pedelcs werden leichte E-Zweiräder mit Leistungen zwischen 1 und 4 kW im Markt etabliert werden. Gründe dafür sind die überschaubaren Anschaffungs- und Unterhaltskosten, sowie die relativ schnelle Ladezeit aufgrund der niedrigen installierten Batteriekapazität – auch ohne kostspielige Schnelllader. Sie haben die Aufgabe, die individuelle Mobilität und den Verteilerverkehr emissionsfrei in Städten zu sichern. Die hierfür als Motor-Kontroller- Einheiten konzipierten Antriebe müssen leicht und kostengünstig sein. Zudem sollten sie einfach in die Fahrzeugkonzepte integrierbar und kompatibel zu Sicherheits- und Komfort- Anforderungen sein. Dazu gehören letztlich auch Aspekte wie Internet-of-Things, Fahrzeugkommunikation, autonomes Fahren. Sie sehen, die Anforderungen an unsere mechatronischen Fahrantriebe gehen weit über die klassischen Antriebsthemen hinaus. Das Interview führte Dr. Michael Döppert www. sonceboz.com BLDC-MOTOR: BIS ZU 2 KW LEISTUNG BEI 24 V Der CPM90 24 V ist ein bürstenloser Permanentmagnet- Synchronmotor mit eingebetteter Steuerelektronik und ultrakompaktem, integriertem Design. Er zeichnet sich durch hervorragende Effizienz, hohe Leistungsdichte und einen platzsparenden Formfaktor aus. Er bietet eine Effizienz von über 90 %, wodurch der Energiebedarf sowie Batterie- und Betriebskosten reduziert werden. Eine Höchstleistung von bis zu 2,1 kW innerhalb eines kompakten und leichten Designs sorgt auch für eine einfache Integration auf engem Raum und eine Reduzierung des Gewichts. Aufgrund der Controller Auslegung und SW-Strategie (4-Quadranten-Betrieb) kann der CPM90 24 V zur Energierückgewinnung auch als Generator eingesetzt werden. Dank der integrierten CAN-Bus-Steuereinheit ist die Wahl des CPM90 24 V der einfachste Weg zur schnellen und kostengünstigen Integration eines Motors in das intelligente, funktionale Netzwerk einer Plattform. Der integrierte Controller kann auch zusätzliche Aufgaben im Systemverbund übernehmen. Die CPM90-Baureihe ist in momenten- und leistungsgesteigerter Ausführung in 48-V- Konfiguration verfügbar sowie mit ASIL-Klassifikation. DER KONSTRUKTEUR 9/2017 33

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