Continental hat eine innovative Sensortechnologie entwickelt, mit der sich die Temperatur im Rotor von permanenterregten Synchronmaschinen erstmals direkt und präzise messen lässt. Der sogenannte E-Motor-Rotor-Temperatursensor (eRTS) reduziert den Mess-Toleranzbereich von bislang rund 15 Grad Celsius – basierend auf Simulationen – auf nur noch etwa drei Grad. Diese höhere Messgenauigkeit ermöglicht es, den Einsatz seltener Erden bei der Fertigung der hitzebeständigen Magnete zu optimieren. Fahrzeughersteller können dadurch Ressourcen sparen, Kosten senken und gleichzeitig die Leistungsfähigkeit des Elektromotors besser ausschöpfen.
Aktuell wird die Temperatur im Rotor üblicherweise nicht direkt gemessen, sondern auf Basis von Daten aus dem Stator, Stromwerten und Umgebungseinflüssen simuliert. Diese indirekten Verfahren haben jedoch eine vergleichsweise hohe Unsicherheit, was dazu führt, dass Magnete auf eine hohe thermische Reserve ausgelegt werden müssen – mit entsprechendem Materialeinsatz. Die direkte Messung des eRTS schafft hier neue Freiräume für die Auslegung von Rotor und Antrieb. Das Sensorsystem besteht aus zwei Bauteilen: einer kabellosen Temperatursensoreinheit im Rotor, die nahe an den Magneten angebracht ist, und einer Sende-Empfangseinheit am Gehäuse, die sowohl die Energieversorgung als auch die Kommunikation übernimmt.
Der eRTS besteht aus zwei separaten Komponenten: Die drahtlose Temperatursensoreinheit befindet sich in der Nähe des Magneten im E-Motor. Die kabelgebundene Sende-Empfangseinheit ist außerhalb des E-Motors am Chassis befestigt und mit der Invertersteuerung verbunden. (© Continental)
Die Datenübertragung und Energieversorgung zwischen den beiden Komponenten erfolgt drahtlos per Ultraschall über Piezoelemente. Die gemessenen Temperaturen werden dann über eine Schnittstelle an die Invertersteuerung übermittelt. Entwickelt wurde die Technologie im Produktzentrum E-Mobility Sensors (EMS). „Mit reduziertem Ressourcenverbrauch und geringeren Kosten bietet unsere eRTS-Lösung klare Vorteile gegenüber heutigen Ansätzen“, so Bin Huo, Leiter des Segments Passive Safety and Sensorics bei Continental Automotive. Man wolle das Sensor-Portfolio für E-Fahrzeuge künftig weiter ausbauen. (oe)
