Statorpakete der nächsten Generation

voestalpine Statorkühlung eines Elektromotors auf blauem Hintergrund

Integrierte Kühlung für mehr Leistungseffizienz

Den voestalpine Spezialist:innen ist es gelungen, einen Fertigungsprozess für 100 % dichte, vollflächig verklebte Statorpakete mit einer integrierten Kühlung zu entwickeln. Das Paket an Vorteilen überzeugt.

Hintergrund und Ziel

E-Motoren mit hoher Leistungsdichte noch kompakter, leichter und leistungsfähiger zu machen, war das Ziel. Basis waren die voestalpine Expertise bei backlackbeschichtetem Elektroband und das Verarbeitungs-Know-how zu Statorpaketen. Eine besondere Prozessführung in Kombination mit einer Inline-Dichtheitsprüfung ermöglicht es branchenweit erstmalig, 100 % mediendichte, vollflächig mittels Backlack verklebte Statorpakete mit integrierter Kühlung herzustellen.

Elektromotorkühlung – Wassermantelkühlung und integrierte Statorkühlung der voestalpine im Vergleich

Dynamische Prozessführung

Für die konventionelle Kühlung von E-Motoren wird eine den Stator umgebende Wassermantelkühlung eingesetzt. Das voestalpine Verfahren erspart diese. In einer dynamischen Prozessführung werden die dünnen Elektrobandlamellen mit den Stanzungen für Kühlschlitze und -einlässe zu Statorpaketen verklebt. Die vollflächige Verklebung mit einem speziell für diese Anwendung entwickelten Backlack erfolgt durch Druck und Temperatur in präzisen kurzen Pressungen, ohne dass Backlack austritt. Inline-Kontrollen stellen die Dichtheit sicher und minimieren den Ausschuss.

Bessere Motorkühlung und Leistung

Die Kühlung mit Kanälen direkt im Stator erfolgt näher an der Entstehungsstelle der Wärme (Zahn mit Kupferwicklung). Dies verbessert die Kühlwirkung und die Leistung des Motors. Der Wegfall der Wassermantelkühlung und im Extremfall des gesamten Aluminiumgehäuses ermöglicht leichtere und kompaktere Motoren. Dadurch können sich auch Potenziale zur Kosteneinsparung ergeben.

  • Statorpakete mit integrierter Kühlung
    • 100 % mediendicht, mit Backlack vollflächig verklebt
  • Für E-Motoren der Next Generation
    • Kompakter, leichter, leistungsfähiger
  • Optimiertes Thermomanagement
    • Bis 40 °C niedrigere E-Motor-Betriebstemperaturen
    • Höheres Dauerdrehmoment, Annäherung zu Spitzendrehmoment
  • Nachhaltige Potenziale
    • Kosteneinsparung (Wegfall Wassermantelkühlung, Alu-Gehäuse)
    • CO2 Footprint (weniger Ressourcen, kleinere Batterien, höhere Reichweiten möglich)
voestalpine Statorpakete mit integrierter Kühlung
100 % dicht und effizienter: Statorpakete mit integrierter Kühlung

Kühlleistung getestet und bestätigt

Der Proof of Concept erfolgte in Zusammenarbeit mit universitären Einrichtungen. Es wurden zwei Versionen eines Motors, einer mit konventioneller Kühlung und einer mit integrierter Kühlung, aus dem Statorpaket der voestalpine verglichen. Je nach Lastbereich ergab sich bei der voestalpine Innovation eine Reduzierung des Temperaturniveaus um 20 – 40 °C gegenüber der herkömmlichen Kühllösung.

Next Step: Serienreife

Auf dem voestalpine Paketier-Simulator können bereits seriennahe B-Muster gefertigt werden. Um den dynamischen Fertigungsprozess bestmöglich zur Serienreife zu führen, werden Entwicklungspartnerschaften angestrebt.

Damit in Zukunft OEMs sowie Stanz- und Paketierunternehmen optimal profitieren können, ist angedacht, das Know-how als Lizenz bereitzustellen. Der Backlack wird frei verfügbar sein. Und natürlich wird auch das hochqualitative voestalpine Elektroband mit der entsprechenden Backlackbeschichtung erhältlich sein.