Wie lassen sich E-Motoren wirtschaftlich produzieren?

Elektromobilität gewinnt zwar immer mehr an Bedeutung, für Automobilhersteller herrschen aber weiter unsichere Rahmenbedingungen: Welche Stückzahlen sind zu erwarten? Welche Technologien eignen sich? Deshalb befassen sich im Forschungsvorhaben AgiloDrive2 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), das Unternehmen Schaeffler sowie 16 weitere Industriepartner mit der Frage, wie sich Elektromotoren künftig flexibel, aber dennoch wirtschaftlich fertigen lassen.

Das Projekt wird in den kommenden drei Jahren bei einem Projektvolumen von 33,7 Mio. Euro mit insgesamt 16,4 Mio. Euro vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert. Die drei Institute des KIT arbeiten gemeinsam mit 17 Industrieunternehmen daran, robuste Baukastenstrukturen, effiziente Auslegungsmethoden sowie datenbasierende Technologien und digitale Prozessketten zu entwickeln. Daraus soll ein agiles Produktionssystem für elektrische Traktionsmotoren als reale Versuchsumgebung entstehen.

Produktionsbaukasten für E-Motoren

Ein Team des IPEK erforscht einen modularen Baukasten für die Entwicklung von E-Motoren und erarbeitet eine Methodik zur Auswirkungs- und Risikoanalyse in frühen Phasen der Produktentstehung. Das ETI erarbeitet digitale Prozessketten für die effiziente Auslegung elektrischer Maschinen. Das Team des wbk entwickelt gemeinsam mit industriellen Partnern einen Produktionsbaukasten für E-Motoren und analysiert und optimiert Prozesse für die Herstellung elektrischer Traktionsmotoren. Die Prozesse und Technologien umfassen klassische Handhabungs- und Fügetechnologien, etwa im Kontext der Magnetmontage, aber auch komplexe Sonderprozesse wie die Formgebung sowie das Einbringen und Twisten von U-förmigen Hairpin-Steckspulen aus Kupferflachdraht. Zudem werden Methoden zur datenbasierenden Steigerung der Produktionseffizienz sowie die flexible Demontage von Elektromotoren erforscht, basierend auf dem Lösungsansatz der Wertstromkinematik.

Die Zusammenarbeit soll sich sowohl kurz- als auch langfristig für alle Projektpartner auszahlen: Schaeffler will die Erkenntnisse nach dem Projektende in kurzer Zeit in die E-Motoren-Fertigung an den Standort Bühl überführen. Mit der neuen Karlsruher Forschungsfabrik am Campus Ost des KIT und dem Schaeffler Hub for Advanced Research (SHARE) existiert bereits eine Infrastruktur für Forschungsarbeiten zur nachhaltigen Mobilität.