Frage an die Elektromotorexperten

  • Themenstarter Michael Rieken
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M

Michael Rieken

Guest
#1
Hallo liebe "Elfa"-Freunde!

Im OSCar-Projekt (www.theoscarproject.org) sind wir auf der Suche nach elektrischen Direktantrieben für ein neues Fahrzeug. Das Projekt soll mit offenen Quellen arbeiten (open source) und verfolgt keine kommerziellen Interessen.
Total verrückt nicht wahr? ;-)

Ich würde nun gerne ein paar Fragen an die Motorexperten los werden und würde
mich sehr über eine Antwort freuen.

1. Seit Ihr auch der Ansicht, dass ein effektiver, elektrischer Nabenantrieb für
einen Pkw am Markt derzeit praktisch nicht verfügbar ist (hoher Wirkungsgrad
auch bei Teillast, gutes Leistungsgewicht, einfach, robust und billig)?
(Ja oder nein als Antwort würde mir schon reichen aber noch lieber mit Begründung bei Nein.)

2. Was haltet Ihr von geschalteten Reluktanzmotoren für diesen Zweck?
Im OSCar-Antriebsforum gibt es jemanden, der selbst einen solchen Motor mit
folgenden Werten baut: Zitat: "Der 6,3 kW-Motor wiegt ohne Elektronik gut 3,5
kg, hat mit Kühlrippen einen Durchmesser von 160 mm und eine Gehäuselänge von 130 mm."
Das erscheint mir als ein außerordentlich gutes Leistungsgewicht, wie seht Ihr
das? Ich bin leider "nur" Informatiker und kann deshalb schwer einschätzen, was im Elektromotorenbau erreichbar bzw. was ein guter oder eher schlechter Wert ist.

Sonnige Grüße aus dem Emsland (EL), wo der Transrapid fährt
Michael
 
09.08.2005
63
0
#2
Hallo Michael

Wenn Du das Leistungsgewicht von Motoren für Elektrofahrzeuge vergleichen willst solltest Du einmal bei www.brusa.li vorbeischauen. Dort findest Du Daten und sogar Preise von Asynchronmotoren und Gleichstrommotoren für Elektrofahrzeuge. Der beste luftgekühlte Asynchronmotor den ich dort gefunden hatte leistet auf Dauer 390W/kg und kurzzeitig ca. 1kW/kg. Bis jetzt habe ich geglaubt, dass das Leistungsgewicht von geschalteten Reluktanzmotoren auch in dieser Grössenordnung liegt. Wenn der Motor den Du beschrieben hast auf Dauer und ohne Wasserkühlung 6.3kW bei nur 3.5kg leistet, kannst Du wirklich von einem außerordentlich guten Leistungsgewicht sprechen.

mfg, Ingo
 
L

Lutz Windus

Guest
#3
Hallo,

zu 1.) Als ernstzunehmenden Radnabenantrieb solltet Ihr Euch den Lynch-Motor näher ansehen. Leistungen von 1kW bis 21kW, Gewicht von 8,5kg bis 22kg, Spannungsbereich von 12V bis zu 120V. Englische Homepage des Herstellers mit technischen Daten und Beispielapplikationen unter:

http://www.lynchmotor.com

Vertrieb in Deutschland z.B. von:

http://www.oecosachs.de

Der Motor ist nicht gerade ganz billig, und wenn man nicht die Möglichkeiten (Platz) hat, den Motor tatsächlich als Nabenantrieb zu nutzen, wird man sich wohl nach Alternativen umsehen. Vielleicht ist der Motor trotzdem ganz gut geeignet für das Projektfahrzeug?

Gruß,
Lutz.
 
M

Michael Rieken

Guest
#4
Hallo Lutz,

der Lynch-Scheibenläufer gehört sicher mit zur Spitze der Motorenentwicklungen für permanentmagnet-erregte Gleichstrommotoren in Bezug auf den Wirkungsgrad. Für die MiniEl/CityEl-Gemeinde muss dieser Motor ein wahrer Segen sein.
Leider wird so ein Motor aufgrund der Selten-Erd-Magneten immer etwas teuer bleiben und das Leistungsgewicht ist für meine Ansprüche an ein Leichtfahrzeug auch nicht optimal.

MfG Michael
 
M

Michael Rieken

Guest
#5
Hallo Ingo,
stimmen die Angaben auf http://de.geocities.com/oscar_elektroantrieb noch? Ich vermute, dass die Ergebnisse für OSCar nicht mehr so einfach nutzbar sein werden, wenn der Hersteller nicht mitspielt. Um welchen Hersteller handelt es sich eigentlich (Brusa/AMC)?
MfG Michael
 
09.08.2005
63
0
#6
Hallo Michael

Wir hatten leider bis jetzt keine Zeit unsere Homepage auf den neuesten Stand zu bringen. Bei uns haben die Sommerferien noch nicht begonnen, und wir sind ziemlich im Stress. Es macht jetzt wahrscheinlich nicht mehr viel Sinn alles im Internet zu veröffentlichen weil wir nur einen Teil der Hardware und einen Teil der Software entwickeln werden. Die Hard- und Softwaremodule die wir übernehmen werden können wir natürlich nicht veröffentlichen. Ich werde aber versuchen in den nächsten Wochen eine Beschreibung des Konzepts und des Motors für unsere Homepage zu schreiben.

mfg, Ingo
 
H

Hans U. Scholz

Guest
#7
Nur ein Info für eine mögliche Kontaktaufnahme:
Die Fa. Barth (Schorndorfer Lehrmittelhersteller und E-Maschinen-Experte) hat den bürstenlosen G-Motor als Nabenmotor patentiert. Sie hat eine 10-kW-Maschine für den Smart vor Jahren gebaut, die aber nie zum Einsatz kam. Ein 270-W-Nabenmotor ist seit einiger Zeit im E-Mofa "Barth-E-Fix-City" auf dem Markt. (Dieses verkaufe ich in Berlin-Brandenburg). Adresse: www.barth-efix.de
 

Michael

Neues Mitglied
07.12.2012
27
0
#8
Inzwischen sind fast 9 Jahre vergangen und ich sehe immer noch nicht den geeigneten Motor für einen Direktantrieb. Wo werden überhaupt noch solche Motoren entwickelt?
 

R.M

Bekanntes Mitglied
24.12.2006
9.449
2
#9
Hallo

Direktantrieb wird immer kritisch bleiben, entweder arbeitet man mit sehr hoher Spannung oder mit sehr hohem Strom.

Technisch einfacher ist der hohe Strom zum Erzeugen des nötigen Drehmoments, allerdings hat sich die Akkubelastbarkeit nicht so weiterentwickelt wie es nötig wäre.

Hohe Spannung geht natürlich aber da werden die Blechschnitte beliebig kompliziert und das ganze ist auch sicherheitstechnisch schwer in den Griff zu kriegen.

Bis jetzt scheinen alle Motorhersteller den Weg über den großen Strom zu gehen, was natürlich entsprechend große Akkus mit sich bringt.

Eine Möglichkeit wäre ein Planetengetriebe am Motor, technisch möglich und mit gutem Wirkungsgrad, aber als Präzisionsteil bei der erforderlichen Leistungsdichte in Serie sehr schwer zu realisieren.

Es bleibt wahrscheinlich nichts anderes übrig als einen Motor selbst zu entwickeln wobei es fraglich ist ob man sich die hohen Spannungen antun will, die Motoren mit den hohen Strömen sind ja vorhanden.

Gruß

Roman
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
0
#10
Ab und zu rechne ich solch ein Ding durch, meist mit getriebelosem Direktantrieb.
Mit Getriebe gibt es dann keine Probleme, bis auf die Rüttelei und Blockadegefahr bei mechanischen Defekten.
Beim Direktantrieb stört das notwendige Drehmoment bei erträglichem Wirkungsgrad. Unter 4kg nur für die magnetischen Materialien und das Kupfer komme ich dabei nicht, für einen Mittelklassewagen.
Sprich, mit Gehäuse, Bremse und Narbe immer noch schwerer als die Achswellenlösung.

Ich denke, wenn die Batterien sich bewährt haben, werden sie auch gebaut. Lieferbar sind schon einige Fabrikate.

Bei höheren Fahrgeschwindigkeiten sind Radnabenmotoren bis auf das Gewicht problemlos.
Will man jedoch bei niedrigen Geschwindigkeiten, beispielsweise in der Stadt, gute Wirkungsgrade bei guter Beschleunigung erzielen, sprengt das Gewicht der getriebelosen Teile alle Grenzen.

Mein Konzept ist deshalb eine Kombination aus beidem: Zwei sichere Radnabenmotoren mit niedrigem Drehmoment und Gewicht sind für das Fahren bei höherer Geschwindigkeit zuständig.

Für das Anfahren dienen zwei leichte, hochtourige und auskuppelbare Getriebemotoren an der anderen Achse.
Diese sind, wegen der Rüttelei und dem Getriebe, sehr viel störungsanfälliger und neigen bei Defekten zum gefährlichen Blockieren, müssen also mit einer absolut sicheren Auskuppelvorrichtung versehen sein.
Aus den genannten Gründen sehe ich einige Hürden, die den Achswellenantrieb nicht aussterben lassen.
 

Michael

Neues Mitglied
07.12.2012
27
0
#11
Aufgrund der mechanischen Belastung, wegen des Gewichts und aus Sicherheitsgründen muss ein Getriebe an der Nabe entfallen.
Bei 4 Motoren sollte das Gesamtdrehmoment ausreichen.
Wegen der geforderten Robustheit komme ich immer wieder auf den (gesch.) Reluktanzmotor. Hat denn noch niemand so etwas als Außenläufer oder in Querflussanordnung gebaut?
 

R.M

Bekanntes Mitglied
24.12.2006
9.449
2
#12
Hallo

Leider erkauft man sich das erforderliche Drehmoment bei allen bisher existierenden Motoren mit Strömen von jenseits 200A und das 4 mal.

Was eventuell möglich wäre ist eine Kombination von Permanentmagneten und Elektromagneten die nur zum Anfahren hinzugeschaltet werden.

Wieso sollte was (außer Kosten) gegen ein Getriebe im Rad sprechen, haben viele Geländewagen auch.

Ich sehe eigentlich keinen Vorteil im Direktantrieb da es momentan die teuerste und den Akku am meißten belastende Konstruktion ist.

Gruß

Roman
 

inoculator

Bekanntes Mitglied
19.04.2006
5.042
0
#13
Hallo,

jetzt muss ich mich mal fragend einmischen.

Reden wir bei Driektantrieben jetzt einfach "nur" von Motor - Rad - Verbindung OHNE irgendein Getriebe (also Motordrehzahl = Raddrehzahl), oder ist mit Direktantrieb jetzt einfach "nur" ein Radnabenmotor gemeint?

Gruss

Carsten
 

Manfred aus ObB

Bekanntes Mitglied
12.12.2006
7.087
0
#15
[quote inoculator]

jetzt einfach "nur" ein Radnabenmotor gemeint?

[/quote]

Einfach :D


Nichts einfach Einfach

Radnabenmotor im WWW

http://www.atzonline.de/Aktuell/Nachrichten/1/8503/Michelin-Active-Wheel-mit-Radnabenmotor-treibt-zwei-Elektroautos.html

dort steht zwar Radnabenmotor allein der ist nicht direkt angetrieben :rolleyes:

Zu das Drehmoment auf 4 Motoren verteilen

Wenn ein Radnabenmotor sagen wir 200 Nm Drehmoment braucht deren Vier nur aber
jeder 50 Nm wäre es schön wen das bedeuten tät der Akku wird nur zu einen viertel belastet.



 

Manfred aus ObB

Bekanntes Mitglied
12.12.2006
7.087
0
#16
[quote inoculator]

Drehmoment und Kraft sind verwandt. Kraft ist immer in der Fläche begründet.
Wenn wir mal von einem Radnabenmotor weg gehen und uns auf einen Wellenmotor konzentieren, was wäre mitder Idee, die Spulen einfach länger zu machen?

[/quote]

in einen andern Forum hat ich mal einen Kloppethread mit einen Preißen
( das Forum ist inzwischen gelöscht )
meiner einer Faforisierte so einen Motor wie von Dir angedacht allein die
Drehzahl war wenig angetan das ohne Getriebe zu realsieren.

Der Preiß rastete allerdings ganz aus als ich das Getriebe noch Zweitsufig Schaltbar machen
wollt

Er Zeichnete einen Haufen Kurven nur um Hinterher Festzustellen so schlecht wär das nicht
die Bilder sind aber vom Jennigen aus dem Netz genommen, hab etwas Hemmungen meine
gespeicherten ins Netz zu stellen, schließlich hab ich sie nicht gezeichnet nur eben wie Du
angedacht

der Referenzmotor war ein Servax

http://www.servax.com/produkte/high_speed_d.php?s_id=3&det_id=3

der Motor hätte eine Holwelle so das der Motor in der Mitte zwischen Zwei Rädern sitzt
Getriebe und Differenzial ebenfalls Hohl ( es gibt in der Werkzeugtechnik selbiges )
so das durch die Motorengetriebekonbination ein Rad angetrieben wird, ähnlich den Twike IV

 

R.M

Bekanntes Mitglied
24.12.2006
9.449
2
#17
Hallo

so kompliziert ist das mit dem Drehmoment eines E-Motors auch nicht.

M = ((p * N)/(2*Pi))* I* Phi

wobei p die Polzahl, N die Windungszahl Phi die magnetische Flußdichte ist.

Damit ist eigentlich klar wo man rumschrauben muß, die Grenzen der Physik kann man allerdings trotzdem nicht ausschalten.

Der klassische Weg geht heute über Flußdichte und Polzahl wobei die Polzahl heute durch die Maximalfrequenz f des Regler begrenzt ist.

Da gilt nämlich f = N * U wobei U halt die Drehzahl ist.

Also viel Spaß beim Rechnen und schaut auch mal wie ihr das dann in einem Motor verwirklichen wollt.

Gruß

Roman
 

trimaransegler

Aktives Mitglied
13.09.2009
390
0
#18
Die PSA-Fahrzeuge haben ja auch die Motorwelle hohl. Da geht dann die Achswelle von einer Seite zur anderen, aber natürlich über Differenzial, sodass beide Räder gleichmäßig angetrieben werden. Dieses Konzept braucht also nicht neu erfunden werden.

Grüße

Friedhelm
 

el3331

Aktives Mitglied
03.12.2008
675
2
Köln
#19
Hallo,

beim Thema Radnabenmotor kann ich zwar gut nachvollziehen, dass E-Motorexperten das Prinzip des direkt - ohne Zwischenübertragung und damit verbundene Verluste - antreibenden Motors ideal finden. Nur wird nicht berücksichtigt, daß es um den Antrieb von Straßenfahrzeugen geht. Und solange es nicht gelingt, den Radnabenmotor gewichtslos zu machen, hat er in einem Auto nichts zu suchen. El-Fahrer werden das zwar nie verstehen - Federungskomfort und Straßenlage kennen sie nicht - aber wenn man beides haben will, kommt man um Räder, die so leicht wie möglich sind, nicht herum.
Im (ungefederten)Fahrrad okay, auch in Lokomotiven oder Dampfwalzen, aber nicht in Fahrzeugen, die sich mit Auto-üblichen Geschwindigkeiten auf normalen Straßen bewegen müssen.

Grüße

Lothar
 

inoculator

Bekanntes Mitglied
19.04.2006
5.042
0
#20
EL3331 hat gesagt.:
El-Fahrer werden das zwar nie verstehen - Federungskomfort und Straßenlage kennen sie nicht
Ich verschaffe Dir mal einen Termin mit meiner Bandscheibe. Dann könnt Ihr mal diskutieren, was ein EL Fahrer versteht und was nicht.

Danach darfst Du das dann mal mit einem Herrn N. aus A. diskutieren.

;-)


Gruss

Carsten