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Wir schreiben das Jahr 2014: Zusammen mit der Technischen Hochschule Köln und Hr. Prof. Dr. Lohner entstehen erste Ansätze und Ideen für ein neues Forschungsprojekt im Bereich der Elektromobilität.

Basierend auf den Erfahrungen aus unserem vorangegangen Forschungsprojekt „E4x4 – Erforschung eines E-Antriebs mit 4 unabhängigen E-Motoren“ und dem E-Mobilitäts-Projekt der TH Köln „DrEM-Hybrid“ war schnell klar: Durch die Bündelung unserer Kompetenzen und Erfahrungen können wir gemeinsam neue Mobilitätskonzepte zum Leben erwecken.

Der Grundstein für „SR4Wheel“ war gelegt und die Idee, ein konventionelles, bereits auf dem Markt befindliches Serien-E-Fahrzeug mit einem neuartigen Radnabenantrieb auszurüsten, geboren.

Geschaltete Reluktanzmaschine

Im Zentrum der Forschungsarbeiten steht die Verwendung einer geschalteten Reluktanzmaschine als Antriebskonzept auf der Radnabe und im Inneren des Felgenbauraumes. Jeweils zwei Motoren werden an der Vorder- und zwei an der Hinterachse für den nötigen Vortrieb sorgen.

Die geschaltete Reluktanzmaschine ist eine Bauvariante des elektrischen Antriebs, bei der das Drehmoment im Rotor ausschließlich durch die Reluktanzkraft und nicht durch die Lorentzkraft erzeugt wird. Die Maschine verzichtet damit auf den Einsatz teurer Permanentmagnete und auf die Verwendung von kostenintensiven seltenen Erden, deren Herstellung eine hohe Belastung für Mensch und Natur im Förder- und Herstellungsprozess bedeuten.

Mit „SR4Wheel“ setzen wir damit auf doppelte Nachhaltigkeit in Sachen Umweltschutz: Null-Emission durch einen effizienten Elektroantrieb und Schonung von natürlichen Ressourcen durch den intelligenten Bauteileinsatz.

Wo liegt die Herausforderung und warum gibt es dieses Konzept noch nicht in Serie?

Bekanntlich sind Elektroantriebe im Fahrzeug bereits seit Jahrzehnten im Einsatz und erprobt. Nicht so die geschaltete Reluktanzmaschine. Dies begründet sich u.a. in einem ausgeprägtem Vibrationsverhalten des Antriebes, auch als NVH-Problematik (Noise Vibration Harshness) bekannt. Dies ist ein entscheidender Faktor und verhindert bisher die Serientauglichkeit dieses speziellen Radnaben-Antriebskonzeptes. Neben den mechanischen Einflußgrößen muss das komplexe Zusammenspiel der 4 Antriebsmotoren durch eine ausgeklügelte Steuerungselektronik synchronisiert und perfektioniert werden. Dies bedeutet ebenfalls die Ausarbeitung neuer Ansätze in der Steuergeräteentwicklung, über neue Testfälle bis hin zur Realisierung.

Aus diesem Grund tritt das SR4Wheel Forschungsteam an, um neue Lösungswege für eine drastische Reduzierung dieser Problematik zu finden. Wir sind überzeugt im Rahmen der Forschungsergebnisse diese Kernherausforderungen meistern zu können:

  • Reduktion der Vibrations- und Geräuschemissionen der geschalteten Reluktanzmaschine
  • Einsatz der geschalteten Reluktanzmaschine in einem konventionellen E-Fahrzeug als Radnabenantrieb
  • Design eines neuartigen Steuergerätes für die Ansteuerung der E-Maschinen und für die Kommunikation innerhalb der bestehenden Fahrzeug-Steuergeräte-Architektur
  • Integration der Fahrregelalgorithmen aus unserem Forschungsprojekt „E4x4“
  • Umbau eines Ford Focus Electric auf den SR4Wheel Antrieb

Finanzierung und Förderung

Die Idee des „SR4Wheel“-Projekts war geboren und erste Untersuchungen hinsichtlich Machbarkeit und Finanzierbarkeit abgeschlossen. Projektskizzen wurden erstellt und wieder verworfen, Arbeitspläne und Kalkulationen geschrieben und erneut geprüft. Ein langwieriger Prozess um Förderanträge und –gelder nahm seinen Lauf und führte nach über 14 Monaten intensiver Vorbereitung zum Erfolg.

Im Rahmen der Forschungsprojektwettbewerbe der Leitmarkt Agentur.NRW erhielt „SR4Wheel“ schließlich die Empfehlung des Landes NRW und im Nachgang den finalen Zuschlag für die Projektförderung im April 2016.

„SR4Wheel“ gehört damit zu den führenden Projekten im Rahmen der Erforschung alternativer Antriebskonzepte für Elektromobilität in Deutschland.


Auf einen Blick

Projektname:
SR4Wheel
S
witched Reluctance 4Wheel-Drive


Projektziel:
Felgenantrieb als getriebelose Reluktanzmaschine


Zeitraum:
15.04.2016 bis 14.04.2019


Volumen:
2,7 Mio. Euro


Partner:
Technische Hochschule Köln


Förderung:
Leitmarkt Agentur.NRW, Mobilität & Logistik.NRW


Projektträger:
Forschungszentrum Jülich, PT ETN


Projektleiter

Sergej Deleski
Robert-Bosch-Str. 10
50769 Köln

Tel.: +49 221 337727-44
Fax: +49 221 337727-99
sdeleski@de.alten.com