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HiREX Forschungsprojekt

Bei dem Forschungsprojekt "HiREX", gefördert vom BMWi, arbeiten wir mit unseren Projektpartnern an der Entwicklung eines hochdrehenden Range-Extender Moduls mit integrierter Leistungselektronik.


Projektziel

Ziel des Forschungsprojekts "HiREX" ist die Entwicklung eines integrierten hochdrehenden Range-Extender-Moduls auf Basis eines Wankelmotors und einer Geschalteten Reluktanzmaschine. Durch die geschaltete Reluktanzmaschine kann, im Gegensatz zu einer permanenterregten Synchronmaschine, auf Magnete aus Seltenen-Erden Metallen verzichtet werden.

Projektpartner

Stand der Technik

Bei der Entwicklung existierender Lösungen standen meist Generatoren auf Basis von Permanentmagnet-Synchrongeneratoren (PMSG) im Mittelpunkt. Dieser Maschinentyp erzielt seine hohe Leistungsdichte und Effizienz durch den Einbau von Selten-Erden-Magneten in den Rotor. Gleichwohl haben Preissprünge in der nahen Vergangenheit gezeigt, dass die Ressourcenverfügbarkeit durch einige wenige Förderländer kontrolliert wird und eine Fokussierung auf PMSG für Hersteller in Deutschland zu einem wirtschaftlichen Risiko werden kann. Existierende Lösungen arbeiten aufgrund der Betriebsbereiche der Verbrennungsmotoren und PMSG üblicherweise mit Drehzahlen unterhalb von 10.000 U/min. Eine Erhöhung der Betriebsdrehzahl stellt eine Möglichkeit dar, die Leistungsdichte des Generators zu erhöhen. Bei Verwendung klassischer Verbrennungsmotoren ist hierbei unbedingt ein Getriebe notwendig, da die Motoren in ihrer Drehzahl begrenzt sind.

Forschungsansatz

Durch eine Erhöhung der Betriebsdrehzahl und eine konsequente Integration aller Teilkomponenten soll die Leistungsdichte des Gesamtsystems erhöht werden. Entwicklungstechnische Kernfrage ist dabei, inwieweit trotz erhöhtem Fertigungsaufwand und mechanischer Verluste ein kosten- und bauraumtechnisch konkurrenzfähiges Range-Extender-Modul entwickelt werden kann.

Vorteile

Mit einem Range-Extender ausgestattete Elektrofahrzeuge bieten neben einer erhöhten Reichweite weiterhin die Möglichkeit lokal emissionsfrei zu fahren. Besonders im Nah- und Verteilverkehr in Innenstädten wird dies aufgrund strenger werdender Emissionsschutzvorgaben immer wichtiger. Als Zielanwendungen spielen daher neben dem PKW-Markt auch Lieferwagen und Busse eine wichtige Rolle.

Der verfolgte Ansatz eröffnet dabei die Möglichkeit, durch technologische Innovation die Unabhängigkeit deutscher Unternehmen von Seltenen-Erden Metallen zu erreichen.