Technici Fraunhofer-instituten pionieren met elektro-aandrijving

Fraunhofer is Europa’s grootste onderzoeksorganisatie voor industrieel ingenieurs.De afgelopen twee jaar stond de ontwikkeling van elektro-aandrijving centraal. Ook dachten de onderzoekers na over vraagstukken zoals: ‘Hoe wordt de energie tijdens het ‘tanken’ opgeslagen?’ ‘Welke netwerken zijn hiervoor nodig?’ ‘Hoe verloopt de betaling voor het opladen van de batterijen?’. Het project werd gefinancierd door het Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) met 34,5 miljoen euro met middelen uit het Konjunkturprogramm II.

Samenwerkingsproject elektromobiliteit

“We houden ons bezig met zaken zoals de opwekking van energie tot aan de business modellen van elektrisch rijden,” beschrijft professor Ulrich Buller, president van de Fraunhofer-Gesellschaft. “We zijn met in totaal vijf prioriteiten aan de slag gegaan: vraagstukken van de decentrale energieopwekking en transport naar de voertuigen, opslag van energie, voertuigtechniek en systeemintegratie. Het gaat ons ook om het bevorderen van waardering en acceptatie van elektromobiliteit. Dit jaar ligt de focus op functioneren, betrouwbaarheid, testen en realiseren”, aldus de professor.

Artega GT

Tijdens de presentatie van de demonstratiemodellen op het ATP-testcircuit in Papenburg kon de pers kennismaken met de ‘Frecc0’ waarvan de eerste en tweede generatie inmiddels af zijn. De basis van deze elektrische auto’s is de koets van de Artega GT, een tweezits sportwagen. “In de Frecc0 1.0 hebben we vooral commercieel verkrijgbare componenten ingebouwd en ons geconcentreerd op de optimalisering van de techniek”, zegt Franz-Josef Wöstmann, afdelingsleider bij het Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) in Bremen. Het IFAM heeft in het project de leiding voor de opbouw van het demonstratievoertuig Frecc0 op zich genomen.

Elektrische wielnaafmotoren

In Frecc0 2.0 zijn nieuw ontwikkelde componenten toegevoegd. Een voorbeeld daarvan zijn de elektrische wielnaafmotoren. De techniek is door het IFAM gezamenlijk met collega’s van het Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie (IISB), voor Werkstoffmechanik IWM en Betriebsfestigkeit und Zuverlässigkeit LBF ontworpen. “We hebben de wielnaafmotor van begin af aan afgestemd op de Europese markt”, zegt Wöstmann. “De afmetingen zijn zodanig gekozen, dat de motor past in een standaard 15-inch wiel.”

Elektromotor met gegoten spoel

Een andere innovatieve techniek die uit het project is voortgevloeid is de elektromotor met gegoten spoel. Dankzij een nieuw productieproces kunnen de onderzoekers de spoel van een elektromotor nu gieten in plaats van wikkelen om zo de ruimte in een elektromotor beter te benutten. De gewikkelde spoel van een conventionele elektromotor benut zo’n 55 procent van de beschikbare ruimte. De gegoten spoel van de Fraunhofer-onderzoekers benut in vergelijking zo’n 90 procent van de beschikbare motorruimte. “Dankzij de nieuwe techniek is het mogelijk om de inbouwruimte, het gewicht en de prijs van elektromotoren aanzienlijk te reduceren”, aldus de onderzoekers van het IFAM.

Nieuwe mogelijkheden

Omdat de technici de gehele aandrijflijn uit de auto hebben gehaald, zijn volledig nieuwe voertuigconcepten mogelijk. Een ander voordeel: het vermogen kan naar behoefte aan elk wiel worden toegevoerd. Dat levert een hogere veiligheid op voor de inzittenden, omdat elk wiel niet alleen apart wordt afgeremd maar ook apart wordt aangedreven. Daarmee biedt deze wielnaafmotor een grote stap in de doorontwikkeling van de huidige elektronische stabiliteitscontrole (ESP). “Alle componenten van de wielnaafmotor zijn ontworpen voor serieproductie”, benadrukte Wöstmann.