Forschungsprojekt MotorBrain: Präsentation der Prototypen bei ZF in Friedrichshafen

Unter Leitung des Unternehmens Infineon forschten seit April 2011 im Projekt „MotorBrain“ 30 Partner aus 9 europäischen Ländern mit dem Ziel, die Reichweite und Sicherheit von Elektrofahrzeugen zu erhöhen, und gleichzeitig die Abhängigkeit von Asien (und den dort vorhandenen sog. Seltenen Erden) zu vermindern.

Ein interdisziplinäres Team unter Beteiligung einer Forschungsgruppe um Prof. Dr.-Ing. Alfred Höß von der Fakultät Elektrotechnik, Medien und Informatik (EMI) der OTH Amberg-Weiden repräsentierte alle für die Elektromobilität relevanten Entwicklungs- und Produktionsbereiche.

Dieses Team besteht aus Hochschulen, Universitäten, außeruniversitären Forschungseinrichtungen und Industriepartnern entlang der Wertschöpfungskette: Halbleiterhersteller (Infineon, NXP, ST Microelectronics), Automobilzulieferfirmen (Siemens, AVL, ZF) bis hin zum Automobilhersteller VW.

In einer viertägigen Abschlussveranstaltung beim Unternehmen ZF in Friedrichshafen wurden nun die im Projekt MotorBrain entwickelten Demonstratoren aus dem Bereich der Elektromobilität einem Fachpublikum von der Europäischen Kommission sowie von Automobilherstellern präsentiert.

Zu den Demonstratoren gehört neben neuartigen Batteriesystemen, Batterieüberwachung und Sensoren für Drehmoment, Winkel und Stromstärke ein zukunftsweisender Prototyp eines Elektromotors mit einem Multiphasensystem mit 9 Phasen. Durch die Integration von Motor, Getriebe und Inverter sowie die Verwendung neu entwickelter Ferrit-Magnete konnte zum einen das Gewicht des Motors um rund 15 % von 90 kg auf 77 kg gesenkt werden.

Des Weiteren ist es gelungen, den „MotorBrain“-Prototyp ohne Seltene Erden zu bauen, die derzeit ein wesentlicher Kostentreiber für permanent erregte Motoren sind und ausschließlich über Asien zu beziehen sind. Der „MotorBrain“-Elektromotor setzt auf Ferrit-Magnete, die gut verfügbar und auch preiswerter sind. Die gegenüber Seltenen Erden schwächere Leistung der Ferrit-Magnete gleicht der speziell entwickelte Hochdrehzahl-Rotor des „MotorBrain“-Elektromotors aus.

Bei der Entwicklung des Motors wurde besondere Beachtung auf funktionelle Sicherheit gelegt, die gerade in Elektrofahrzeugen ein absolutes Muss darstellt. Dazu wurde die Motorsteuerung und das Battery Monitoring der Sensoren mit Sicherheitsdiagnosen und Kontrollmechanismen entsprechend der ISO 26262-Norm auf einer Multicore-Plattform entwickelt, die auf einem Inverter-Board direkt an den Motor verbaut wurde und an dessen Softwareentwicklung und Programmierung die OTH Amberg-Weiden im Rahmen des Projekts beteiligt war.

Unter Leitung durch Prof. Dr. Alfred Höß und der wissenschaftlichen Mitarbeiterin M. Eng. Heike Lepke (Fakultät Elektrotechnik, Medien und Informatik) definierte die OTH Amberg-Weiden zusammen mit den Projektpartnern unter anderem die Architektur der Hardware-Layer und die Kommunikation, Darstellung und Verarbeitung der Sensordaten auf einem Infineon AURIX, der speziell für Powertrain-Anwendungen entwickelt wurde.

„MotorBrain“ ist mit einem Finanzvolumen von rund 36 Millionen Euro eines der größeren europäischen Forschungsprojekte im Bereich der Elektromobilität. Finanziert wird das Projekt von der Wirtschaft und aus öffentlichen Mitteln sowohl des ENIAC Joint Undertaking (jetzt ECSEL) als auch des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF). Weitere Informationen: www.motorbrain.eu