- Elektromotoren: Warum sich BMW und andere OEMs für den DeepDrive-E-Motor interessieren
- Ist die Technologie damit „ausgereizt“?
- DeepDrive Elektromotor | Nicht von dieser Welt
- DeepDrive E-Motor mit Doppelrotor
- BMW und andere Hersteller haben die Tragweite der Innovation erkannt
- Proof of Concept erstaunte die BMW-Forscher
- Techplanet | GAME OVER!? – A.I. entwirft neuen ELEKTRISCHEN Motor
Elektromotoren: Warum sich BMW und andere OEMs für den DeepDrive-E-Motor interessieren
Elektroautos fahren mit Elektromotoren. Soweit die Plattitüde. Drei Arten von Elektromotoren werden in Elektroautos eingebaut: permanenterregte Synchronmotoren, Asynchronmotoren und fremderregte Synchronmotoren. Der Wirkungsgrad von Elektromotoren liegt je nach Ausrichtung und Technologie bei Asynchronmotoren zwischen 75 und 80 Prozent. Sie liegen dabei weit unter Synchronmotoren, die bei 90 Prozent und mehr liegen können.
Das ist aber nicht der einzige Grund, weshalb beispielsweise Tesla oder andere Hersteller unterschiedliche Typen in ihren AWD-Modellen verbauen. Die verschiedenen Elektromotor-Konzepte haben auch Vor- und Nachteile. Beim Asynchronmotor folgt der Rotor dem Statordrehfeld zeitverzögert, also asynchron. Beim Synchronmotor folgt der Rotor der vorgegebenen Frequenz und dem magnetischen Drehfeld im Stator synchron. Permanenterregt bedeutet: ein Permanentmagnet übernimmt die Erregung des Rotors. Beim fremderregten E-Motor übernimmt eine Kupfer-Spule die Aufgabe der Permanentmagneten.
Die Tesla-Elektromotoren machen von den Vorteilen zweier unterschiedlicher Bauprinzipien Gebrauch: dem Permanentmagnet-Elektromotor und dem Synchronmotor der das Magnetfeld durch einen Elektromagneten erzeugt. (Foto: Youtube Still „Learn Engineering„)
Ist die Technologie damit „ausgereizt“?
Die Problematik mit der derzeit weit verbreiteten Bauweise liegt in der Baugröße. Prinzipiell müssen Elektromotoren, wenn sie ein hohes Drehmoment erreichen wollen, größer gebaut werden. Denn das Drehmoment errechnet sich aus Kraft multipliziert mit Hebellänge „r“. Das bedeutet, dass je länger die Hellänge ist, das Drehmoment zunimmt (siehe dazu auch den Youtube-Beitrag von Tech Planet bzw. NORIO). Durch die Vergrößerung des „Arms“ vergrößert sich aber auch der Motor. Größere Bauform bedeutet mehr Gewicht und Volumen, mehr Gewicht bedeutet weniger Reichweite.
Hervorragende Erklärung von BaumüllerInsights: „Bildhaft lässt sich das folgendermaßen vorstellen: Am Kreismittelpunkt eines Rades wird ein gerader Hebel befestigt. Dreht man nun das Rad anhand dieses Hebels, ist das Moment die Kraft, die im rechten Winkel zum Hebel wirken muss, um das Rad in Bewegung zu setzen.“
DeepDrive Elektromotor | Nicht von dieser Welt
DeepDrive E-Motor mit Doppelrotor
Das neue Konzept des Münchner Startups DeepDrive ermöglicht enorm kompakte Antriebe mit niedrigem Verbrauch und hoher Drehmomentdichte, indem es quasi zwei Elektromotoren in einem zusammenfügt. Herkömmliche Elektromotoren bestehen aus einem Stator, der entweder einen innenliegenden oder einen außenliegenden Rotor bewegt. Beim Doppelrotor-Konzept von DeepDrive treibt der Stator sowohl einen innen- als auch einen außenliegenden Rotor gleichzeitig an. Die kompakte Bauweise und das niedrige Gewicht erlauben In-Wheel-Drive-Train-Antriebe, bei denen direkt in jeder Radnabe ein eigener Elektromotor sitzt. Die Technologie kann aber auch im klassischen Zentralantrieb genutzt werden, bei dem ein zentraler Motorenblock das Fahrzeug antreibt.
DeepDrives InWheel-Antrieb. Superkompakte Bauweise bei hoher Drehmomentdichte.
BMW und andere Hersteller haben die Tragweite der Innovation erkannt
BMW wurde als erster großer Hersteller auf DeepDrive aufmerksam und hat die Zusammenarbeit seit der IAA 2021 immer weiter intensiviert. Die Technologie hat bereits einen bemerkenswerten Reifegrad erreicht. „Die Musterteile von DeepDrive haben die angekündigten Eigenschaften meistens übertroffen“, sagt Karol Virsik, Head of Research Vehicle Concepts and Technologies bei der BMW Group. „Das ist in so einer frühen Phase mit einer komplett neuen Technologie schon ungewöhnlich.“
Der Aufbau der E-Maschine ist denkbar „einfach“ – was letztlich zu günstigeren Hwerstellungspreisen führen wird.
Proof of Concept erstaunte die BMW-Forscher
Auf dem Prüfstand gelang der Proof of Concept, also der Nachweis, dass das Konzept grundsätzlich realisierbar ist. Nach den Top-Resultaten unter Laborbedingungen folgt jetzt der Praxischeck auf der Straße. Die Radantriebe versprechen geringeren Energieverbrauch, Platzbedarf, Gewicht und Kosten. Damit ist das Konzept grundsätzlich für den Einsatz in sehr unterschiedlichen Modellen attraktiv und potenziell sehr gut skalierbar. „DeepDrive hat eine spannende Vision für den Elektroantrieb der Zukunft entwickelt“, sagt Virsik. „In der Startup Garage können wir mit ihnen zusammen experimentieren, wie die Antriebe der übernächsten Generation aussehen könnten.“
DeepDrive arbeitet inzwischen auch mit anderen Herstellern und großen Zulieferern wie Continental zusammen. 2024 wurde das Konzept mit dem Deutschen Innovationspreis ausgezeichnet. „Die Zusammenarbeit mit BMW war für uns ein ganz frühes Sprungbrett“, sagt Felix Pörnbacher, Mitgründer und Co-CEO von DeepDrive. „Das hat uns geholfen, uns in der komplexen Konzernwelt zurechtzufinden und die hohen Standards der Automobilindustrie zu erfüllen und zu übertreffen. Jetzt ist es unser nächstes Ziel, dass wir es in ein Serienmodell schaffen.“
In-Wheel-Antrieb, der im Lightyear One zum Einsatz kommen sollte. Leider ging das niederländische Start-up in Konkurs.
e-engine meint: Radnabenmotoren haben viele Vorteile. Das hatte auch das niederländische Start-up Lightyear erkannt und in den Lightyear One Radnabenmotoren eingebaut. Die waren allerdings noch klassische Radnabenmotoren, die mit der überlegenen Technologie DeepDrives nichts zu tun haben. Die Dual Rotor Maschinen von DeepDrive erreichen je nach Version bis zu 97 % Wirkungsgrad. Das heißt, 97 % der reingesteckten Energie wird in Vortrieb umgesetzt, was letztlich dazu führt, dass die Reichweite von Elektrofahrzeugen um bis zu 20 % steigen kann. Dabei werden in kompaktester Bauweise Drehmomente von bis zu 2.400 Nm erreicht bei einer Motorleistung von 320 PS pro Motor. Mit anderen Worten: die Systemleistung eines solchen Allradlers mit vier Motoren läge bei fast 1.300 PS. Dabei wiegt der RM 2400 von DeepDrive gerade mal 37 kg.
Techplanet | GAME OVER!? – A.I. entwirft neuen ELEKTRISCHEN Motor
Fotos: DeepDrive, Lightyear, BMW, LearnEngineering (Youtube Still), Tech Planet (Youtube Still)
