Leise, leistungsstarke Elektromotoren für Leichtfahrzeuge und Boote bis 5 kW

Lösungen für den Umweltschutz werden in Zukunft den Fahrzeugmarkt mehr denn je beherrschen und damit die Entwicklung emissionsfreier mobiler Motoren weiter vorantreiben. Den Trend zur Abgasreduktion fördern vor allem die immer schärferen Vorgaben und Gesetze. Kleinere elektrisch betriebene Fortbewegungsmittel werden deshalb stets beliebter. Nicht nur in Ballungsräumen sieht man diese umweltschonenden, geräuscharmen E-Fahrzeuge häufiger. Auch auf zahlreichen Seen gelten inzwischen saisonale oder sogar ganzjährige Fahrverbote für Boote mit Verbrennungsmotor. Auf diesen sogenannten Green Lakes, grünen Seen, setzen deshalb immer mehr Menschen auf elektrisch betriebene Fahrzeuge, ohne dabei auf Komfort und Leistung verzichten zu wollen. Deshalb etablieren sich stetig leichte E-Fahrzeuge mit Leistungen bis zu fünf Kilowatt im Markt.

Voraussetzung dafür sind überschaubare Anschaffungs- und Unterhaltskosten sowie relativ schnelle Ladezeiten der installierten Batteriekapazität – auch ohne kostspielige Schnelllader. Auf diese Weise lässt sich eine flexible emissionsfreie Mobilität erreichen. Die dafür erforderlichen Antriebe müssen leicht, kompakt und effizient, einfach in die Fahrzeuge integrierbar und kompatibel zu Sicherheits- und Komfort-Anforderungen sein. Das Unternehmen Sonceboz legt schon seit Jahren einen Entwicklungsschwerpunkt auf Antriebe für die Elektromobilität.

Die Schlüsseltechnologie für hohe Leistung bei geringem Verbrauch und Geräusch sowie hoher Lebensdauer bietet das Schweizer Unternehmen mit den bürstenlosen Gleichstrommotoren (BLDC) aus der CPM90-Baureihe. Diese Motoren in der Klasse bis fünf Kilowatt mit integrierter Leistungs- und Regelungselektronik sind für elektrische Kleinfahrzeuge und Boote der ideale Antrieb. Bürstenlose Gleichstrommotoren bringen die erforderliche Effizienz und Leistungsdichte und vor allem die Robustheit für diese Anwendungen mit. Deshalb ließ Sonceboz in die Entwicklung der kompakten und leistungsstarken Motoren sein komplettes Know-how aus Industrie- und Automotive-Entwicklungsprojekten einfließen.

Eine große Herausforderung gerade bei Elektro-Scootern und -Motorrädern sowie elektrischen Außenbordern sind Reichweite und Batteriekapazität. Bisher war in der Elektromobilität mehr Energie und damit höhere Reichweite nur durch größere Batterien verwirklichbar. Diese brachten aber auch mehr Gewicht, höhere Kosten und kapazitive Beschränkung in den beengten Bauräumen mit sich. Die Lösung dieser Probleme liefert der Hersteller mit den BLDC-Motoren der CPM90-Baureihe bei 24 Volt mit einer Leistungsspitze von bis zu 2,1 Kilowatt bei einem Spitzendrehmoment von zehn Newtonmetern sowie 48 Volt mit bis zu fünf Kilowatt bei 14 Newtonmetern. Im optimalen Arbeitspunkt liefern sie einen Wirkungsgrad bis zu 90 Prozent unter Berücksichtigung der integrierten Elektronik. Das reduziert den Energieverbrauch sowie die Batterie- und Betriebskosten. Die hohe Energieeffizienz ist ideal geeignet für den Niederspannungsbetrieb von 24 bis 60 Volt im Batteriebetrieb. Über konfigurierbare Softwareparameter lässt sich das Motorverhalten ganz einfach festlegen. Die per CAN-Kommunikation und bei der 48-Volt-Variante, um Analog-Eingänge erweiterte regelbare integrierte Elektronik ermöglicht den Links/Rechts-Lauf sowie Vier-Quadranten-Betrieb mit motorischem und generatorischem Betrieb, der im Bremsverhalten eine Leistungsrekuperation ermöglicht.

Ein optimaler Wirkungsgrad für das Fahrzeug ergibt sich durch die Effizienz von bis zu 90 Prozent im Bestpunkt und eine breite Spreizung der hohen Effizienzbereiche für Motor und Controller im dynamischen Fahrbetrieb. Dabei ist dieser Vorteil in zwei Varianten nutzbar: Entweder man erhöht die Reichweite bei gleichbleibender Batteriekapazität. So wird eine geringere Anzahl von Ladevorgängen über die Nutzungszeit erreicht und damit weniger Verschleiß und Stromkosten. Oder man verringert die Batteriekosten bei gleicher Reichweite im Vergleich zu weniger effizienten Antriebssystemen. Das ist sinnvoll, wenn eine niedrigere Kapazität ausreichend ist und ein geringeres Fahrzeuggewicht angetrieben wird. Eine optimale Anpassung an Kundenanforderungen ermöglicht die leistungsfähige, komplett integrierte Steuerungs- und Regelungselektronik: Neben Drehzahl und Drehmoment sind Strom- und maximale Betriebstemperatur durch eine entsprechende Parametrierung an die jeweilige Applikation adaptierbar.

Die CPM90-Antriebe bieten durch ihre sehr kompakte Bauform eine signifikante Gewichtseinsparung gegenüber herkömmlichen Lösungen. Möglich ist das durch die komplett in das IP67-Gehäuse integrierte Leistungselektronik. Dadurch bieten sie zudem Robustheit gegen äußere Einflüsse. Das wiederum macht sie sehr ausfallsicher und langlebig. Und die Antriebe sind für einfache Integration auf engstem Bauraum konzipiert. Das komplett im Gehäuse verbaute System verursacht nur sehr geringe Motorengeräusche – eine Entlastung für lärmgeplagte Städte und die Tierwelt in sensiblen Gewässerzonen.

Außerdem erhöht sich der Komfort für Motor- und Segelboote, für E-Scooter, E-Bikes und macht die CPM90-Serie zur optimalen Lösung für vielfältige mobile und batterieversorgte Fahrzeuge derzeit bis fünf Kilowatt. Die Ausfallsicherheit und Zuverlässigkeit der Antriebe ist bei Sonceboz durch die Validierung in anderen Ausführungen umfassend belegt. Zahlreiche Varianten aus der CPM90-Familie kommen bereits seit Jahren in anspruchsvollen und sensiblen Applikationen in der Automobilindustrie erfolgreich in Serie zum Einsatz. aru