Elektromobilität
Flexibel und leicht auf Achse – ESKAM im Porträt

28.11.2014 Elektromobilität

Mit dem Ziel, skalierbare Module aus Antrieb und Achse für die Elektromobilität zu entwickeln, forschen die ESKAM-Partner an neuen Technologien für die Elektromotorenproduktion. Erfahren Sie mehr darüber: im Interview mit Verbundprojektkoordinator Wolfgang Pflug, Vorstand der Groschopp AG Viersen, sowie in einem Projektbericht.

1. Welche Bedeutung hat das Verbundprojekt für Ihr Unternehmen?

Durch dieses Verbundprojekt sind wir in der Lage, ein technologisch anspruchsvolleres Niveau zu erreichen, um dadurch neue Produkte für neue Märkte entwickeln zu können.

2. Wie können andere Unternehmen von den Projektergebnissen profitieren?

Unsere Kunden und auch unsere Verbundpartner profitieren unter anderem dadurch, dass sie diese von uns entwickelten neuen Produkte in ihren Produkten zum Einsatz bringen können, um neue Märkte bzw. Wege erschließen zu können.

3. Was zeichnet ein BMBF-Verbundprojekt aus?

Ein Verbundprojekt zeichnet sich dadurch aus, dass das BMBF Fördergelder für ein Verbundprojekt zur Verfügung stellt und damit einen Teil der Finanzierungskosten übernimmt.

Über ESKAM:

Im Hinblick auf ein Gesamtkonzept gibt es zurzeit für Fahrzeuge mit reinem Elektroantrieb keine optimierten Antriebsachsen. Bei bestehenden Lösungen sind die Bauteile und die Baugruppe der angetriebenen Vorder- und Hinterachsen an die Rahmenbedingungen von Verbrennungsmotoren angepasst. Gemessen an der verfügbaren Leistung, sind sie zu schwer, zu teuer und zu groß.

Ziel des Forschungsprojektes ESKAM ist es, speziell für elektrische Antriebe von Fahrzeugen serienflexible Technologien für Antriebsmodule zu entwickeln. Dabei ist die Idee, den Antrieb so zu konzipieren, dass er in ein Achsmodul integrierbar ist, um Gewicht, Bauraum und Kosten zu sparen bei vergleichsweise hoher Leistung bzw. hohem Wirkungsgrad.

Ein wesentlicher Fortschritt beim Projekt ESKAM liegt darin, dass Umrichter, Motoren und Getriebe in einem Gehäuse integriert werden sollen. Gewicht und Preis sollen dadurch reduziert, Leistung und Wirkungsgrad ggf. erhöht werden. Durch den Einsatz von schnell drehenden Elektromotoren und mithilfe von geeigneten Übersetzungsgetrieben wird zusätzlich Gewicht und Volumen eingespart. Im Einzelnen soll der Elektroantrieb folgende Merkmale aufweisen:

  • Antrieb, bestehend aus zwei identischen Motoren und zwei identischen Getrieben, zusammen mit der Leistungselektronik untergebracht in einem Gehäuse, als Basis für ein Antriebsachsmodul
  • Bemessungsdrehzahlen der Motoren von 10.000 bis 20.000 U/min
  • Einsatz von Übersetzungsgetrieben, die für hohe Drehzahlen bis zu 20.000 U/min geeignet sind
  • Leistungsbereich eines Motors von 20 KW bis 50 kW skalierbar
  • Zielherstellkosten der gesamten Achse < 2.000 Euro
  • Gewicht der gesamten Achse maximal 100 kg
  • beide Räder der Antriebsachse angetrieben

Da die Produktkosten in direktem Zusammenhang mit den Produktions- und Herstellkosten stehen, liegt ein besonderes Augenmerk auf den Produktionstechnologien der Einzelteile des Achsantriebes. Sie sollen gleichermaßen für Klein- und Großserien effizient und vor allem skalierbar gestaltet werden. Auch die Werkzeuge und Bearbeitungsstufen müssen so entwickelt und konzipiert werden, dass eine Stückzahlvariabilität jederzeit möglich ist. Für die Getriebeteile werden neuartige Umformtechnologien zum Einsatz kommen. Das Gehäuse, das alle Achsbauteile integriert, soll in einer innovativen Leichtbau-Gussversion als Achsmodul realisiert werden und Kühlvarianten der einzelnen Antriebskomponenten zulassen. Zur Steuerung wird ein Achsantrieb mit entsprechender Leistungselektronik erarbeitet und produziert.

Das Forschungsprojekt macht es möglich, künftig innovative und leistungsfähige elektrische Antriebe nach Kundenwunsch in den benötigten Stückzahlen flexibel und einbaufertig anzubieten. Sie werden durch ihre kompakte Leichtbaukonstruktion hohe Wirkungsgrade bei geringem Gewicht erzielen. Zu den Zielkunden werden nicht nur die Automobilhersteller, sondern auch die Hersteller von Nutzfahrzeugen und Sonderfahrzeugen, z.B. von Kommunalfahrzeugen und Transportfahrzeugen oder Fahrzeugen für Flughäfen und Flurförderzeugen, gehören.

Innovative Blechbearbeitung steht im Fokus von AnStrom, Bildquelle Kienle & Spiess GmbH

Innovative Blechbearbeitung steht im Fokus von AnStrom, Bildquelle Kienle & Spiess GmbHVorder- bzw. Hinterachse  des Achsantriebsmoduls

Bildernachweis: Groschopp AG Viersen

Wolfgang Pflug Koordinator

Groschopp AG Greefsallee 49
41747 Viersen
02162 374-102 pflug@groschopp.de
Eine gemeinsame Initiative von Bundesministerium für Bildung und Forschung VDMA