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Forschungsprojekt – Optimierte Performance für E-Antriebe

Elektro-, aber auch Hybridautos können durch die Optimierung von Magneten wirtschaftlich konkurrenzfähiger werden – das zeigt jetzt ein Forschungsprojekt der Fachhochschule St. Pölten. Darin werden die ideale und somit rohstoffschonende Zusammensetzung und Struktur von Hochleistungsdauermagneten erforscht, die in Autos eingesetzt werden. Denn erst eine gezielte Verringerung bestimmter Seltenerden wird laut der FH Hybrid- und Elektromotoren wirtschaftlich konkurrenzfähig machen.

Genau das soll das Forschungsprojekt “Green Cars” des Studiengangs Communications & Simulation Engineering der FH unter der Leitung von Prof. Thomas Schrefl nun ermöglichen. Computersimulationen werden eingesetzt, um zu erforschen wie sich die chemische Zusammensetzung und Struktur des Magneten auf dessen Leistung auswirkt. Dadurch soll schließlich herausgefunden werden, wie das magnetische Material so optimiert werden kann, dass es weniger teure und seltene Rohstoffe benötigt, aber dennoch höchste Leistung bringt.

Insgesamt enthält ein Elektro- oder Hybridantrieb ca. zwei Kilo magnetisches Material. Die Grundlage bilden derzeit Neodym-Eisen-Bohr Magnete, die im Vergleich zu herkömmlichen Magneten eine weit geringere Masse haben, aber dieselbe Leistung erbringen. Damit die magnetischen Eigenschaften auch bei hohen Temperaturen – wie sie in einem Auto auftreten – gewährleistet sind, wird das Seltenerde-Element Neodym zum Teil durch das Seltenerde-Element Dysprosium ersetzt. Denn dadurch wird das so genannte Koerzitivfeld des Magneten – das die Stabilität gegenüber einer Entmagnetisierung beschreibt – erhöht. Daraus ergibt sich jedoch ein akutes Problem, wie Prof. Schrefl erklärt: “Der Dysporsium-Anteil im Erz liegt im Verhältnis zu Neodym bei weniger als zehn Prozent. Die derzeitigen Hochleistungsmagnete für Hybrid- oder Elektroautos enthalten aber einen Dyprosium-Anteil von bis zu 30 Prozent. Dadurch ergibt sich langfristig ein Rohstoffproblem – vor allem in Hinblick darauf, dass in wenigen Jahren alle neu ausgelieferten Autos einen Hybrid- oder Elektroantrieb besitzen werden.”
zur FH Pölten