Projektbeschreibung NeWwire

Ausgangslage:
Aufgrund der begrenzten Energieressourcen und des global wachsenden Individualverkehrs werden neue energieeffiziente und wirtschaftliche Antriebskonzepte benötigt. Derzeit bieten elektrische Antriebe aufgrund des hohen Wirkungsgrads genau diese technischen Eigenschaften. Um die Vorteile nutzen zu können, muss der Elektromotor für seinen Anwendungsfall optimal ausgelegt werden. Heutige Elektromotoren für Traktionsantriebe müssen bis an ihre Leistungs- und Materialgrenze optimiert werden und ein breites Feld an Anforderungen erfüllen.

Ziel:
Ziel des Forschungsprojekts NeWwire ist die Entwicklung und Auslegung eines neuartigen Wickelverfahrens zur automatisierten Fertigung von Elektromotoren im Hochleistungsbereich für den automobilen Einsatz. Hierbei stellt die effektive Wicklung im Stator zur Leistungssteigerung eine besondere Herausforderung dar. Das sogenannte Träufel-Wickelverfahren, bei dem die Drähte bislang händisch in die Nut eingebracht werden, soll im Projekt automatisiert werden. Dabei sollen reproduzierbar und mit geringen Fertigungszeiten so viele Kupferleiter wie möglich in der engen Statornut untergebracht werden, ohne den Kupferlackdraht zu beschädigen. Heutige automatisierte Prozesse erreichen zwar geringe Fertigungszeiten und reproduzierbare Ergebnisse, jedoch ist die Anzahl der Kupferleiter nicht so hoch wie bei händischen Prozessen.

Die Automatisierung des innovativen Wickelverfahrens bietet die Möglichkeit zur Steigerung der Anzahl der Kupferleiter in Statoren von verschiedenen Elektromotorarten. Damit werden Elektromotoren effizienter und stärken den Innovationsstandort Deutschland langfristig. Von den Forschungsergebnissen können alle Hersteller von Elektromotoren, beispielsweise auch für leistungsstarke Industriemotoren in Logistikprozessen, profitieren.

Vorgehen:
Zunächst werden die Anforderungen und Spezifikationen, wie z. B. Leistung und Drehmoment, an den Traktionsantrieb festgelegt. In einem iterativen Prozess wird der Motor elektromagnetisch und thermisch ausgelegt. Parallel dazu wird das Konzept zur Mechanisierung und Automatisierung des Träufel-Wickelverfahrens erarbeitet und prototypisch getestet. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse fließen zurück in die Simulation, sodass nach einigen Durchläufen eine optimale Lösung gefunden werden kann. Für die erfolgreiche Umsetzung ist die Weiterentwicklung des Kupferdrahtes mit seiner Isolierung bzw. Lackierung notwendig. Die Demonstratorwickelanlage wird testweise in den Fertigungsprozess bei Volkswagen implementiert und erprobt. Am Ende des Projekts sollen mehrere Prototypen des Elektromotors gefertigt und anhand ihrer Leistungseigenschaften geprüft werden.

Laufzeit: 01.01.2017 – 31.12.2019 Fördervolumen: ca. 2 Mio. € Projektvolumen: ca. 4,4 Mio. €