Im Vorfeld der IAA 2023 informiert der Automobilzulieferer Mahle über ein neues Elektromotoren-Baukastensystem, den der Hersteller als "perfekten Motor" bezeichnet. Dazu wurden die Eigenschaften der MCT- und SCT-Elektromotoren von Mahle kombiniert, den neuen SCT-Motor hatte Mahle erst im vergangenen Sommer vorgestellt.
Kombination zweier Konzepte als "perfekter Motor"
Der MCT (Magnet-free Contactless Transmitter) Elektromotor zeichnet sich durch eine hohe Haltbarkeit aus, weil die Übertragung der elektrischen Ströme zwischen den rotierenden und stationären Teilen im Inneren des Motors kontaktlos und damit verschleißfrei erfolgt. Deshalb ist der Motor wartungsfrei und für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet.
Der MCT-E-Motor erreicht in einem breiten Drehzahlbereich einen hohen Wirkungsgrad, während der SCT-E-Motor so konstruiert ist, dass er in den optimierten Hauptbetriebspunkten höchste Wirkungsgrade erreicht. Mit dem neuen Baukasten lässt sich nun eine E-Motoren-Lösung realisieren, die gleichzeitig verschleißfrei, in einem breiten Drehzahlbereich effizient und zu hoher Dauerleistung in der Lage ist.
Mit der Bezeichnung "Superior Continuous Torque" (SCT) für den im vergangenen Jahr vorgestellten E-Motor gibt Mahle die Besonderheit des neu entwickelten Elektromotors gleich in dessen Namen an. Auf deutsch übersetzt mit "Überlegenes Dauerdrehmoment" soll damit die Eigenschaft des neuen E-Motors beschrieben werden, dauerhaft mit hoher Leistung arbeiten zu können.
Mahle-Motor läuft dauerhaft mit Hochleistung
Üblicherweise unterscheiden sich bei Elektromotoren die Maximal- und die Dauerleistung sehr stark. Der Grund dafür ist in erster Linie die Thermik: Wird ein E-Motor mit maximaler Last betrieben, entsteht erhebliche Abwärme, die das Aggregat auf Dauer beschädigen würde. Deshalb wird die Leistung im Dauerbetrieb deutlich herabgeregelt, um die Maschine in einem thermisch unbedenklichen Betriebsfenster zu halten. Dadurch können sich Dauer- und Maximalleistung eines Elektroautos durchaus um den Faktor zwei bis drei unterscheiden.
Um diesem Problem zu begegnen, hat Mahle für den neuen SCT E-Motor eine besondere Kühlmethode ausgetüftelt. Hierbei wird ein Ölkreislauf in den Rotor integriert, der die Abwärme aus der Maschine abführt (siehe Animation oben). Eine Ölpumpe ist hierzu nicht nötig, weil die Zentrifugalkräfte des Rotors den Ölkreislauf in Gang halten. Hierdurch wird nicht nur die Kühlung der Antriebseinheit entscheidend verbessert, die Abwärme kann auch für die Fahrzeugheizung genutzt und damit die Effizienz des Fahrzeugs gesteigert werden.
Im Ergebnis kann der Mahle SCT E-Motor dauerhaft 90 Prozent seiner Maximalleistung abgeben, während konventionelle E-Motoren im Dauerbetrieb stark zurückgeregelt werden. "Große E-Motoren zu bauen, die kurzfristig hohe Leistungen erbringen, ist einfach. Was am Markt bisher noch fehlte, um E-Fahrzeuge uneingeschränkt alltagstauglich zu machen, waren ausdauernde und gleichzeitig kompakte Antriebe” sagte Martin Berger, Leiter Konzernforschung und -vorausentwicklung bei Mahle. "Unser neuer SCT E-Motor ist die Lösung."
Mahle sieht die Anwendungsgebiete vor allem in Fahrzeugen, die häufig unter hoher Last betrieben werden. Neben besonders sportlichen Pkw sind das beispielsweise Lkw im Baustelleneinsatz oder im Gebirge, landwirtschaftliche Nutzfahrzeuge oder Baumaschinen. Wegen der hohen Dauerleistung kann der Elektromotor auch entsprechend kompakter ausgelegt werden als konventionelle E-Motoren.
Auslegung nach Kundenwunsch
Beim jetzt vorgestellten Mahle SCT E-Motor handelt es sich um einen permanenterregten Motor mit Neodym-Magneten. Die Maschine kann allerdings je nach Kundenwunsch auch als fremderregter Motor ausgelegt werden, was wegen der Bauweise dann leichte Nachteile bei der Kompaktheit bringt. Mahle hat für fremderregte Motoren eine spezielle Technik mit kontaktlosem Überträger entwickelt und bezeichnet damit auch die magnetfreie Variante des SCT E-Motors als verschleissfrei.
Fazit
Mit dem neuen SCT E-Motor hat Mahle eine Lösung für die thermischen Probleme von Elektromotoren bei maximaler Lastabforderung gefunden. Durch die integrierte Ölkühlung kann der neue SCT E-Motor auf Dauer mit bis zu 90 Prozent seiner Maximalleistung betrieben werden. Dadurch kann er gleichzeitig deutlich kompakter gebaut werden als E-Motoren mit vergleichbarer Maximalleistung, die im Dauerbetrieb heruntergeregelt werden müssen. Zur IAA 2023 in München bringt Mahle nun eine Kombination dieser SCT- und der Mahle MCT-Elektromotoren. Der Hersteller bezeichnet dies als den "perfekten Motor".
