Hocheffiziente Elektromotoren mit Formstabwicklung für die Serienproduktion

Autoren

Dr. A. Eilenberger, Dipl.-Ing. R. Hintringer MBA, Dipl.-Ing. M. Primorac, Dipl.-Ing. D. Scherrer, Miba AG, Laakirchen

Jahr

2018

Druckinfo

Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 12, Nr. 807

Zusammenfassung

Elektromotoren mit Formstabwicklung stellen eine der wichtigsten Innovationsrichtungen im Bereich der Elektrifizierung von Automobilen dar. Im Vergleich zu Runddrahtwicklungen in Einziehtechnik haben Formstabwicklungen mitunter einen höheren Kupferfüllfaktor in der Nut und eine bessere thermische Anbindung. Dadurch ergeben sich Vorteile in der Effizienz und der Leistungsdichte. Erste Anwendungen von Formstabwicklungen (Hair-Pin) sind bekannt von amerikanischen und japanischen Automobilherstellern. Weitere Vorteile ergeben sich durch den Einsatz von geraden Formstäben (I-Pin). Insbesondere lässt sich durch die Verwendung von I-Pins die thermische und elektrische Effizienz verbessern. Die thermische Effizienz wird mittels einer hochflexiblen Wickelkopfkühlung durch ein effizientes Wärmetransportverhalten sichergestellt. Die elektrische Effizienz erfolgt durch die Anwendung von parallelen Pins zur Senkung der auftretenden Stromverdrängungseffekte bei höheren Frequenzen. Zusätzlich ist eine flexiblere Gestaltung von unterschiedlichen Leistungs- bzw. Momentenklassen möglich durch den Einsatz von ungeradzahligen Pins. Darüber hinaus sind durch den einfacheren Prozess bei I-Pins Kosten- und Qualitätsvorteile in der Produktion erzielbar. Die unerwünschten und komplexen Prozessschritte der Herstellung von Hair-Pins, des Einfügens in das Blechpaket und des Schneidens entfallen. Dies wirkt sich vor allem bei hochvolumiger Serienproduktion auf die Bauteilkosten aus. Aufgrund der angeführten Vorteile sind wir davon überzeugt, dass die nächsten Generationen von hocheffizienten und hochserientauglichen Elektromotoren auf i-Pin Technologie basieren werden.