ElektromobilitätBelgier entwickeln Elektromotor ohne Seltene Erden

Herkömmliche Elektromotoren sind teuer, weil in ihnen Seltene Erden stecken. Das hemmt die Elektromobilität. Neue Motoren aus Belgien kommen ohne die Metalle aus. von Silke Wettach

EU-Verkehrskommissar Siim Kallas hat eine Vision: Bis 2050 will er benzin- und dieselgetriebene Autos von Europas Straßen verbannen. Der Este schwärmt von der hohen Lebensqualität, die dann erreicht würde: Er sieht Städte mit sauberer Luft und ohne Lärm vor sich. Doch bis dahin ist es noch ein langer Weg. Gerade 12.000 Elektroautos sind auf Europas Straßen unterwegs. Die Hersteller hängen bei der Einführung von Serienmodellen ihren Plänen weit hinterher.

Um das Geschäft endlich in Gang zu bringen, startet Kallas gerade eine Initiative, die mehr Ladestationen für Elektroautos schaffen soll. Doch elektrisch getriebene Vehikel haben ein schlechtes Image: Die Reichweite von gängigen Modellen liegt im Schnitt nur bei etwa 150 Kilometer. Zudem sind für Batterie, Elektromotoren und die Batterie-Autos erforderlichen Steuergeräte immer noch sehr teuer.

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Das könnte sich bald ändern. Im flämischen Evergem, knapp eine Autostunde westlich vom Amtssitz des rührigen Brüsseler Kommissars, arbeitet ein kleines Team von Ingenieuren um John De Clercq an einem Motor, der die Zukunft der E-Mobilität stärker prägen könnte als alle Hilfsversuche der Politik.

Billiger und effizienter

De Clercq und sein Team beim Technikspezialisten Inverto haben einen Elektromotor für Hybridfahrzeuge und E-Autos entwickelt, der – anders als bisher dominante Antriebe, die mit Dauermagneten arbeiten – deutlich billiger ist. Denn der sogenannte Reluktanzmotor der Belgier kommt ohne Dauermagnete aus, in denen teure Seltenen Erden stecken.

Der bewegliche Rotor – das Herzstück des Elektromotors – besteht bei den Belgiern aus Eisen. Angetrieben wird er nicht von Dauermagneten, sondern von Spulen, die nur magnetisch werden, wenn Strom durch sie fließt. Damit ist der neue Motor nicht nur billiger, sondern verbraucht auch weniger Energie und erhöht zudem den Fahrspaß, weil höhere Drehzahlen schnittiges Überholen möglich machen sollen.

Inverto, als Ausgründung der Universität Gent gestartet, ist nicht das einzige Unternehmen, das an solchen Reluktanzmotoren arbeitet. Doch die Belgier sind laut Experten am weitesten. "In der zweiten Jahreshälfte testen wir die Motoren auf der Straße", kündigt De Clercq an.

Aktuell laufen zwei Motoren auf dem Prüfstand. Und im April will das Unternehmen einen Land Rover Evoque mit dem neuen Elektromotor vorstellen. Der Wagen ist Teil eines bis zum Jahr 2014 laufenden europäischen Forschungsprojekts namens E-Vectoorc, an dem neben Jaguar und Land Rover auch Škoda beteiligt ist.

Leserkommentare
  1. "Wenn ich Schinken hätte, könnte ich Eier mit Schinken essen - wenn ich Eier hätte."

    5 Leserempfehlungen
  2. Werden Hochleistungsmotoren (z.B. in Bahn und Industrie) nicht *IMMER* mit Elektro- statt Permanentmagneten gebaut? Ich lernte zumindest mal, dass es so etwas wie Haupt- bzw. Nebenschlussmotoren gibt. Motoren mit Dauermagneten waren eher etwas für Modellbau. Was ist der Grund warum man nicht die althergebrachten Motoren für die Elektroautos verwendet. Sind die zu schwer oder habe die einen zu schlechten Wirkungsgrad? Vielleicht weiß das ja jemand...

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    Haupt- und Neben(Reihenschluss)-Motoren sind klassische Bürstenmotoren mit Schleifringen und Kommutatoren. Einerseits ist der Wartungsaufwand durch das Bürstenfeuer viel zu groß und andrerseits macht die Funkentstörung durch den unstetigen Stromverlauf probleme. Solche klassischen Motoren werden nurnoch für einfachste Sachen eingesetzt wie Staubsauger und Bohrmaschinen. Das ist ein wirklich extrem alter Hut. Selbst Waschmaschinen haben teilweise schon Asynchronmotoren. Wo wir dann beim Thema wären.

    Du musst auf eine andere Art und Weise versuchen ein Magnetfeld im Rotor aufzubauen, ohne dafür elektrische Energie vom Stator mittels Schleifringen zu nutzen. Eine Möglichkeit ist es eben Rotormagneten zu nutzen. Als es früher nur Ferrit und AlNiCo gab, war das wenig erfolgversprechend. Als dann die Neodym-Eisen-Bor Magnete mit ihrer enormen Remanenz aufkamen, warum plötzlich ganz neue Motoren möglich. Anfangs wie du gesagt hast, nur für den Modellbau - mittlerweile für sehr viele Anwendungen. Eine andere Möglichkeit ist es trotzdem Wicklungen für den Rotor zu verwenden aber die Energie mittels Magnetfeld dort hineinzubringen. Das ist dann der Asynchronmotor. Die Leistungsdichte ist leider geringer, dafür weder Bürstenfeuer noch Magnete. Der Reluktanzmotor war bisher eher schwach im Wirkungsgrad...mal sehen was daraus so wird.

    Jeder Elektromotor besteht aus einem fest stehenden Stator und einem (drehbaren) Rotor. Einer der beiden (meist der Stator aus praktischen Gründen) ist als Elektromagnet ausgebildet. Lässt man einmal alle externen Details ausser Acht, gibt es drei verschiedene Typen von Elektromotoren je nachdem, was im Inneren rotiert:

    1: Ein Permanentmagnet -- dies ist der populärste Motor für alle Anwendungen, wo man ohne Kontaktbürsten auskommen will, der Rotor benötigt ja keine Stromzufuhr.

    2: Ein Elektromagnet -- Normalfall für die meisten Gleichstromanwendungen

    3: Ein magnetisch hochpermeables Material -- das Drehmoment entsteht durch die Tatsache dass das Magnetfeld durch den Rotor bestrebt ist den niedrigsten Flusswiderstand aufzuweisen und nicht durch die Optimierung des Abstands gegensätzlicher Pole von Rotor und Stator.

    Der Reluktanzmotor gehört in Rubrik 3.

    • ingi22
    • 25. Februar 2013 8:29 Uhr

    Ein Reluktanzmoment ergibt sich aus magnetischer unsymmetrie und hat gar nichts damit zutun ob die Maschine fremderregt ist oder nicht. Ein Reluktanzmoment hat quasi jeder Elektromotor. Ist es jetzt eine fremderregte Synchronmaschine oder arbeitet sie nur mit Reluktanz? Ich bezweifle letzteres!

  3. "Je günstiger Steuerungselektronik wird, desto interessanter werden die Motoren ohne Seltene Erden auch für andere Einsatzgebiete, etwa Haushaltsgeräte."
    Und diese Steuerungselktronik enthält die etwa keine seltenen Erden oder was?

    Eine Leserempfehlung
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    1. Üblicherweise nicht.

    2. Selbst wenn, dann braucht Elektronik seltene Erden eher im Milligramm- als im Kilogramm-Bereich.

    • Hans B
    • 25. Februar 2013 8:40 Uhr

    Einfach mal bei Wikipedia Reluktanzmotor nachschlagen. Verglichen mit den hohen Batteriekosten sind die Kosten für moderne Permanentmagneten immer noch vernachlässigbar.

    3 Leserempfehlungen
  4. werden gebraucht um große Leistungsdichten zu erreichen. Der E-Motorenbau kam die längste Zeit ohne seltene Erden aus, daher ist nicht die Tatsache, dass die Belgier ohne seltene Erden auskommen die Sensation - das kann jeder E-Motor von der Stange auch, sondern dass sie möglicherweise eine höhere Leistungsdichte erreicht haben. Leider schweigt der Artikel zu technischen Details.

    8 Leserempfehlungen
  5. ... die SAMAG arbeitet hier an leistungsstarken Radnabenmotoren:

    http://www.kem.de/konstru...

    http://www.youtube.com/wa...

    3 Leserempfehlungen
  6. Haupt- und Neben(Reihenschluss)-Motoren sind klassische Bürstenmotoren mit Schleifringen und Kommutatoren. Einerseits ist der Wartungsaufwand durch das Bürstenfeuer viel zu groß und andrerseits macht die Funkentstörung durch den unstetigen Stromverlauf probleme. Solche klassischen Motoren werden nurnoch für einfachste Sachen eingesetzt wie Staubsauger und Bohrmaschinen. Das ist ein wirklich extrem alter Hut. Selbst Waschmaschinen haben teilweise schon Asynchronmotoren. Wo wir dann beim Thema wären.

    Du musst auf eine andere Art und Weise versuchen ein Magnetfeld im Rotor aufzubauen, ohne dafür elektrische Energie vom Stator mittels Schleifringen zu nutzen. Eine Möglichkeit ist es eben Rotormagneten zu nutzen. Als es früher nur Ferrit und AlNiCo gab, war das wenig erfolgversprechend. Als dann die Neodym-Eisen-Bor Magnete mit ihrer enormen Remanenz aufkamen, warum plötzlich ganz neue Motoren möglich. Anfangs wie du gesagt hast, nur für den Modellbau - mittlerweile für sehr viele Anwendungen. Eine andere Möglichkeit ist es trotzdem Wicklungen für den Rotor zu verwenden aber die Energie mittels Magnetfeld dort hineinzubringen. Das ist dann der Asynchronmotor. Die Leistungsdichte ist leider geringer, dafür weder Bürstenfeuer noch Magnete. Der Reluktanzmotor war bisher eher schwach im Wirkungsgrad...mal sehen was daraus so wird.

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  • Schlagworte Volkswagen | BMW | Land Rover | Elektroauto | Elektrofahrzeug | Elektromobilität
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