Innovative Fertigungstechnologien für kompakte Elektroantriebe in Fahrzeugen
Forschungsthema
| Kurztitel | IFKE |
| Projektbeginn | Q1/2025 |
| Förderung | Projektträger Karlsruhe, FKZ 02P24K124 Bundesministerium für Bildung und Forschung, BMBF |
| Projektpartner | ARI Motors GmbH Schwarz Elektromotoren GmbH Werner Bauser GmbH |
| Kontakt | Dr.-Ing. T. Tobie |
Projektbeschreibung
Für Hersteller kleiner Elektrofahrzeuge, z.B. für Innenstadtlieferverkehre gibt es einen erheblichen Bedarf an kompakten kostengünstigen, hochintegrierten Antriebseinheiten, die als Komplettlösungen (E-Motor, Getriebe, Inverter) mit entsprechend einfachen Schnittstellen an das jeweilige Fahrzeugkonzept angepasst werden können. Die Marktsituation ist dabei durch eine Vielzahl von Nischenlösungen mit unterschiedlichsten Anforderungen an die Antriebseinheit geprägt, die derzeit von Startups und etablierten Fahrzeuganbietern, vorwiegend KMU, bedient werden. Eine enorme Hürde für die Entwicklung neuer Fahrzeugtypen und die Skalierung der Geschäftsmodelle stellen die unterschiedlichen Lieferquellen für einzelne Antriebskomponenten dar, mit teils umständlichen Lieferketten, langen Lieferzeiten sowie schwierigen Kommunikationsbedingungen mit unterschiedlichen Lieferanten für die Komponenten. Dies hemmt die Marktverbreitung innovativer E-Fahrzeuge.
Für entsprechend integrierte Antriebe sind Attribute wie Leistung, Belastbarkeit/Langlebigkeit, Geräuschverhalten und Wirkungsgrad von entscheidender Bedeutung. Darüber hinaus müssen diese für den Anbieter des Antriebs wirtschaftlich in der Herstellung und für Fahrzeugbauer kostengünstig sein, um marktfähig insbesondere gegenüber fernöstlichen Wettbewerbern zu sein. Beide Anforderungen lassen sich nur über hohe Stückzahlen, d. h. aufgrund der Vielzahl an Fahrzeuglösungen über ein modular gestaltetes Baukastensystem für Elektro-Fahrzeugantriebe realisieren. Marktseitig bringt der Projektpartner ARI seine Expertise als Entwickler und Hersteller kleiner Elektro-Liefer- und -Personenfahrzeugen mit ein.
Zur Realisierung solcher Antriebe bietet sich der Einsatz von Kunststoff als innovativer Werkstoff an, der für Maschinenelemente, wie z.B. bei Zahnrädern aktuell zunehmend an Bedeutung gewinnt. Gegenüber herkömmlichen Zahnrädern aus Stahlwerkstoffen, weisen Kunststoffzahnräder einige attraktive Eigenschaften auf, wie eine geringe Materialdichte, Korrosionsfreiheit, gute Dämpfungseigenschaften, dem besonderen Formgebungspotenzial des Kunststoffs sowie insbesondere die Möglichkeit zur kosteneffizienten Massenfertigung entsprechender Teile im Spritzgießverfahren.