Prakt. Met. Sonderband 52 (2018) 35
J3Ma .
vir. MATERIALOGRAPHIE TRIFFT ELEKTROMOBILITAT
ng G. Schneider, D. Goll, T. Bernthaler, U. Golla-Schindler, D. Hohs, A. Jansche, A. Kopp,
sey p, Schuller
Steg) Mater
for Sec, Hochschule Aalen, Institut fur Materialforschung (IMFAA), Aalen, Deutschland
"3500 decir
"Hogg, ABSTRACT
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Research 1, Bei der Weiterentwicklung und Sicherung der Qualität wichtiger Komponenten der
A Str K Elektromobilitat wie Energiewandler und Energiespeicher kann die Materialographie mit all
n Schr ihren Facetten entscheidende Beitrage liefern. Die Eigenschaften der zugehörigen Werk-
0 emg stoffe und der daraus gefertigten Komponenten sind untrennbar mit dem Gefüge der
GC Materialien verbunden. Mittels korrelativer Mikroskopietechniken und geeigneter Software-
Hotwork tools lassen sich kritische Gefligeparameter der Werkstoffe identifizieren und quanti-
Oo. Mater N fizieren sowie mit den zugehörigen Werkstoffeigenschaften korrelieren. Eine zunehmende
aslo Bedeutung spielen hierbei Automatisierung und Bildverarbeitungsintelligenz unter
ed Zugrundelegung selbstlernender Algorithmen.
Tet of carbon
kn “a 4, Einleitung
In
ra Es gibt unterschiedliche Studien zur Entwicklung der Mobilität der Zukunft [1, 2, 3]. Allen
ally un gemein ist aber, dass die Elektromobilität in den nächsten Jahren immer größere Markt-
9 anteile erobern wird. Die aktuellen Wertschöpfungspotentiale werden sich durch diese
Diop H Entwicklung verändern und konventionelle Komponenten eines Kraftfahrzeugs mit Ver-
may To brennungsmotor (u.a. Verbrennungsmotor, Einspritzsystem, Kupplung, komplexe Getrie-
307.70 be, Tankanlage, Abgasanlage und -nachbehandlung) werden mit den Jahren elektromobi-
ni ad litätsrelevanten Komponenten (u.a. Elektromotor, Spannungswandler, Wechselrichter und
an Batteriemodule) weichen. Ein höheres Marktvolumen Letzterer wird bereits für 2030 prog-
Hons. Second nostiziert [3]. Wesentliche Funktionskomponenten eines Elektrofahrzeugs sind: (1)
Batteriesysteme (Hoch- und Niedervoltsysteme) fur die Energieversorgung und Reku-
« Metallogr, 53 peration inklusive Batteriemanagementsystem zur Regelung und Überwachung der Akkus
hinsichtlich Ladezustand, Lastverteilung, Temperatur der Zellen und Entwicklung der
oonenis, Pr. — | adekapazität, (2) Brennstoffzellen (alternativ oder ergänzend zur Traktionsbatterie), (3)
, } Elektromotor als elektrische Maschine zur Umwandlung von elektrischer in kinetische
nals ade Energie (Traktionsmotor, Klein- und Hilfsmotoren) inklusive Leistungselektronik zur
Szinken von Steuerung des Antriebs und (4) einfache Getriebe für die Kraftübertragung (neuerdings in
die Antriebsachse integriert). Leichtbauweise spielt für die Reichweite eines E-Fahrzeugs
akt. Metallogr eine noch größere Rolle als dies schon bei Verbrennungsmotoren der Fall ist. Innovative
Werkstoffentwicklungen und multifunktionale Werkstofflösungen werden einhergehen mit
ak, M. Sob F neuen Geschäftsmodellen und der digitalen Revolution, die insbesondere IT-Lösungen zur
pe. Atomic Automatisierung und Vernetzung umfasst.
T1118 Gerade bei wichtigen Schlüsselkomponenten der Elektromobilität Energielieferant Batterie
r. H. Clemens oder Brennstoffzelle, Energiewandler Elektromotor und Leichtbaukonstruktionen sind Inno-
3 (2010) 2128- vationen aus der Materialforschung entscheidende Treiber. Aspekte wie Energie-, Mate-
rial- und Ressourceneffizienz, Funktionalität, Leistungsstärke, Hochwertigkeit, Sicherheit
be study of BZ und Langlebigkeit unter ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten müssen für
ron. 98 (2017) jede Komponente ausbalanciert werden. Dies betrifft klassische Stahlbanderzeugnisse wie
Elektroband und daraus hergestellte Elektroblechpakete fur Statoren und Rotoren