Intelligente Antriebslösungen

Für Brennstoffzellen und Elektrofahrzeuge

(Bericht "elllektron", Magazin für Brennstoffzelle und Elektromobilität, Ausgabe April 2012)

Die FW Systeme GmbH entwickelt und produziert Antriebssysteme für den Einsatz in Brennstoffzellen und Elektrofahrzeugen.
Die Leistungsbreite reicht von einigen Watt bis hin zu mehreren 10 kW, bei Spannungen von 12 Volt bis zu 450 Volt Gleichspannung.

Die enormen Verbesserungen von Leistungshalbleitern versetzen einen zwar in die Lage, besonders verlustleistungsarme Ströme zu schalten und zu takten, jedoch stößt man bei der Motorenwahl häufig auf Systeme, die für den langsamen Betrieb am herkömmlichen 50 Hz Netz mit etwa 3.000 Umdrehungen pro Minute (1/min) ausgelegt sind.

Klassische und bürstenlose Gleichstrommotoren

Neben den klassischen Motoren wie Drehstromasynchronmotoren oder DC-Motoren werden auch bürstenlose Gleichstrommotoren mit Permanentmagneten (BLDC / PMSM) als auch geschaltete Reluktanzmotoren (SR-Motor) eingesetzt.

Bei diesen Maschinen ist man heutzutage in der Lage, aus einem Kilogramm Motorgewicht (aktiv) Leistungen bis zu 5 Kilowatt umzusetzen. Verglichen mit üblichen Standardmotoren (oder auch Industriemotoren) arbeiten diese Maschinen in der Regel mit einem wesentlich höheren Drehzahlniveau, wodurch sowohl die Abtriebskomponenten beim Kunden angepasst werden müssen, als auch die elektrischen Parameter wie z. B. Innenwiderstand oder Wicklungsinduktivität.

Das FW Antriebskonzept

Die FW Systeme GmbH hat für diese Art der Antriebe ein eigenes elektronisches Antriebskonzept entwickelt, welches den enormen Anforderungen in Bezug auf niedrige Wicklungswiderstände und niedrige Wicklungsimpedanzen standhalten kann.

Über eine modular aufgebaute Systemstruktur können sowohl Ströme und Spannungen, als auch Anzahl und Schaltungsart der Motorenwicklungen problemlos adaptiert werden. Damit ist ein leistungsstarker Elektroantrieb mit sehr guten Wirkungsgraden und dennoch sehr geringem Eigengewicht umsetzbar – eine der Hauptforderungen im mobilen Einsatz, bzw. in Verbindung mit begrenztem elektrischen Energievorrat.

In diesem Zusammenhang bietet die FW Systeme GmbH heute Lösungen für unterschiedlichste Antriebsprojekte an:
• Wasser-/Ölpumpen (Drehzahlen bis ca. 10.000 1/min bis 3 KW)
• Kühlerventilatoren (Drehzahlen bis 3.000 1/min bis 2,5 KW) 
• Luftverdichter/Turbogebläse klein (Drehzahlen bis 40.000 1/min bis 2,5 KW) 
• Turboverdichter groß (Drehzahlen bis 100.000 1/min bis 25 KW) 
• Fahrantrieb/Radantrieb (Drehzahlen bis 25.000 1/min bis 25 KW) 
• Stell-/Positionierantriebe (Drehzahlen bis ca. 30.000 1/min bis 10 KW)

Prototypen jederzeit schnell umsetzbar

 

In der Regel finden unsere Antriebslösungen ihren Einsatzbereich in Brennstoffzellen für die Luftversorgung, Kühlwasserversorgung und Reformerbetrieb. Dabei können alle Antriebssysteme auch an stark schwankenden Stromversorgungen arbeiten, wie sie insbesondere an den Brennstoffzellensystemen auftreten können. Für die schnelle Umsetzung einer Machbarkeitsstudie können Prototypen innerhalb weniger Arbeitstage sowohl in Hardware als auch in Software umgesetzt werden. Seitens der Fertigungstechnik arbeitet die FW Systeme GmbH sowohl mit Unternehmen für kleine Stückzahlen und Prototypen zusammen, als auch mit Unternehmen, die eine Serienleistung von einigen Hundert bis zu 100.000 Stück per anno bedienen.

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