Elektrischer Antriebsstrang – Mit E-Achse und E-Maschine

Die eintägigen Workshops beleuchten in Themenschwerpunkten unterschiedliche Anwendungen und Bauteile in der E-Mobilität. Die Workshops finden ausschließlich an der Materialprüfungsanstalt der Universität Stuttgart auf dem Campus Stuttgart-Vaihingen statt.

Workshop: Elektrischer Antriebsstrang – Mit E-Achse und E-Maschine

In den meisten E-Fahrzeugen wird die E-Maschine, ein einstufiges Getriebe, das Differential sowie gegebenenfalls auch die Leistungselektronik zu einer sogenannten E-Achse zusammengefasst. Diese wird in der Karosserie fluchtend zwischen den Vorder- oder Hinterrädern platziert und die Antriebsleistung über Kardanwellen auf die Räder übertragen. Damit ist die E-Achse korrosiven Einflüssen ausgesetzt sowie insbesondere die Welle und der Rotor des verbauten E-Motors hohen Lastwechseln unterlegen. Die Gehäuse der E-Achsen werden üblicherweise aus Aluminiumdruckguss hergestellt. Aufgrund der geometrischen Komplexität der Gehäuse sind monolithische Konstruktionen in der Großserie häufig nicht wirtschaftlich darstellbar, weshalb Gussteile und andere Halbzeugformen miteinander sowohl lösbar als auch unlösbar gefügt werden müssen.

Beim Stator des Elektromotors kommen derzeit hauptsächlich Hairpin-Wicklungen zum Einsatz, die prinzipbedingt etwa 400 Fügestellen enthalten. Bei Ausfall einer einzigen dieser Fügestellen verliert das Fahrzeug ein Drittel seiner Antriebsleistung, beim Ausfall einer zweiten kommt es bereits zum vollständigen Ausfall des E-Motors. Hieraus ergeben sich alleine am Beispiel der Hairpin-Wicklung komplexe Anforderungen an Robustheit, Reproduzierbarkeit, mechanische Integrität und insbesondere Schwingfestigkeit der Fügestellen. Im Workshop sollen daher die unterschiedlichen Fügestellen, die eingesetzten Verfahren und die komplexen Anforderungen im Bereich der E-Maschine mit den Teilkomponenten Gehäuse, E-Maschine, Rotor, Abtriebswelle und Leistungselektronik betrachtet werden.

Die Workshop-Themen im Überblick:

• Aufbau und Konstruktionsweisen von E-Achsen
• Herstellung von Kühlmänteln und Herausforderungen beim Fügen von Gussgehäusen
• Fügetechnische Anforderungen beim Fertigen von Motorwicklungen
• Fügeaufgaben in Rotor, Stator und Wellen

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