Motori leggeri ed efficienti per veicoli elettrici

Per la realizzazione su vasta scala della mobilità elettrica, la produzione efficiente di tecnologia di propulsione elettrica, economica e flessibile, è una componente essenziale. Tra le altre cose, nuovi concetti di leggerezza possono ridurre il peso del veicolo e quindi diminuire il consumo energetico durante l'accelerazione. Oltre alle attuali aree di leggerezza, come la carrozzeria, in futuro si parlerà anche dell'ottimizzazione del peso del motore elettrico. Sviluppare tecnologie di produzione pronte per la serie è l'obiettivo del progetto "ProLeMo", a cui partecipa l'Istituto di Tecnologia di Karlsruhe (KIT).

Attualmente, i motori elettrici stazionari già mostrano un'elevata efficienza fino al 95%, ma la realizzazione di una produzione di serie flessibile in termini di quantità e varianti rappresenta ancora una grande sfida per la tecnologia di produzione. Allo stesso tempo, si tratta di aumentare il rapporto tra potenza del motore e peso del motore — il rapporto potenza-peso — contribuendo così alla riduzione del peso del veicolo. "Per farlo, da un lato, devono essere integrati nuovi materiali nei motori e, dall'altro, deve essere raggiunta una produzione semplificata per i componenti del motore", spiega Manuel Peter dell'Istituto di Tecnologia di produzione (wbk) del KIT. Per risolvere queste sfide, il progetto congiunto ProLeMo, con partner provenienti da aziende e dal mondo accademico, adotta un approccio olistico e interdisciplinare. L'obiettivo è aumentare il rapporto potenza-peso dei motori elettrici semplificando contemporaneamente i processi di produzione.

Il wbk esamina in ProLeMo soluzioni per l'uso di plastica rinforzata con fibre nel motore elettrico. Nei prossimi tre anni, i ricercatori e le ricercatrici svilupperanno la catena di processo necessaria per la produzione di un dimostratore. In questo modo, i componenti del motore considerati — rotore, statore e involucro con raffreddamento integrato — potranno essere prodotti. L'Istituto di Tecnologia dei Sistemi del Veicolo (FAST) sviluppa i componenti in materiali compositi di fibra e garantisce, attraverso l'uso di strumenti di simulazione moderni, che siano in grado di soddisfare i requisiti.

Nel progetto, i partner coinvolti coprono tutte le competenze necessarie. Il coordinatore del consorzio è l'azienda Witten-Stein cyber motor GmbH, specializzata nello sviluppo e nella produzione di motori sincroni ad alta potenza con eccitazione permanente. Nel settore della tecnologia di stampaggio a iniezione, Arburg GmbH + Co KG lavora sull'uso di materiali alternativi e stampabili per i componenti del motore. Per le operazioni di lavorazione e l'applicazione delle fibre, le Index-Werke GmbH & Co. KG Hahn & Tessky sono coinvolte nel progetto nel settore delle macchine a controllo numerico e dei centri di fresatura e tornitura. Lo sviluppo di processi e macchinari per la produzione delle bobine necessarie è affidato alla Aumann GmbH. A livello di ricerca, l'Istituto di Tecnologia di produzione (wbk) e l'Istituto di Tecnologia dei Sistemi del Veicolo (FAST) del KIT supportano il progetto, che ha una durata di tre anni.

Il progetto di ricerca è finanziato con un volume totale di 3,3 milioni di euro dal Ministero federale dell'economia (BMWi), con 1,7 milioni di euro. Il soggetto responsabile del progetto è il Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).