Effizientes Fahren und möglichst schnelles Laden stehen bei den meisten Fahrern von Elektroautos weit oben auf der Wunschliste. Bosch startet jetzt die Fertigung neuer Antriebslösungen, die auf Basis der 800-Volt-Technik Ladezeiten verkürzen und die Elektromobilität weiter vorantreiben. „Mit Bosch steigt die Spannung in der Elektromobilität: Unsere 800-Volt-Technik ist der nächste Schritt für mehr Leistung im E-Antrieb und kürzere Ladezeiten“, sagt Ralf Schmid, der für die Elektrifizierung zuständige Bereichsvorstand im Bosch-Geschäftsbereich Powertrain Solutions.
Die 800-Volt-Version des Inverters setzt auf Siliziumkarbid (SiC)-Halbleiter, welche die Effizienz und damit auch die Reichweite steigern. Bei der 800-Volt-Variante der elektrischen Maschine hat Bosch die Leistungsdichte erhöht, was das Gewicht senke und eine kompaktere Bauweise ermögliche. Die Aktivteile dieses Antriebs, also Rotor und Stator, sollen erstmals bei einem deutschen Premiumhersteller zum Einsatz kommen.
In den vergangenen Jahren hat sich 400 Volt weitgehend als Branchenstandard etabliert. Nur eine Handvoll Autohersteller setzt bereits auf die 800-Volt-Technologie, etwa Hyundai–Kia und Porsche. Bei gleicher Stromstärke kann mit der zweifachen Spannung von 800 Volt doppelt so viel Leistung übertragen werden. Diese Weiterentwicklung ermöglicht dünnere Leitungen, spart Bauraum, Gewicht und den Rohstoff Kupfer. Der Inverter wird damit kompakter und leistungsstärker. Bei einem 400-Volt-Bordnetz sind an entsprechend leistungsfähigen Ladesäulen bislang maximal 250 Kilowatt Ladeleistung möglich; mit 800 Volt theoretisch das Doppelte.
Bei den Invertern kommen zudem SiC-Chips zum Einsatz, bei denen in die Kristallstruktur des hochreinen Siliziums Kohlenstoff-Atome eingearbeitet werden. Dadurch verbessere sich die elektrische Leitfähigkeit der Halbleiter, so Bosch. Zudem gehe in der Leistungselektronik 50 Prozent weniger Energie in Form von Wärme verloren. Die SiC-Chips bergen noch mehr Energiesparpotenzial: So steige der Wirkungsgrad der Inverter auf bis zu 99 Prozent.
35 Prozent höhere Leistungsdichte dank neuer Wicklungstechnologie
Die nun in Serie gehende 800-Volt-Variante des Elektromotors von Bosch ermögliche ein Drehmoment von 830 Nm und eine Leistung von 460 Kilowatt. Dank des Einsatzes einer sogenannten iPIN-Wicklung, also einer Stabwicklung, lassen sich Effizienz, Kompaktheit und Automatisierungsgrad bei der Fertigung des Motors weiter verbessern.
In Zahlen ausgedrückt bedeute das mit Blick auf das Verhältnis von der Stärke zur Größe eines Motors eine bis zu 35 Prozent höhere Leistungsdichte von 60 Kilowatt pro Liter. Dazu komme eine Drehmomentdichte von 105 Newtonmeter pro Liter. In der Spitze erreiche der Bosch-Motor damit einen Wirkungsgrad von bis zu 98 Prozent. In der nächsten Generation soll der Elektromotor mit einer Öl-Kühlung ausgestattet werden. So kann entstehende Wärme im Elektromotor besser abgeleitet und ein dauerhaft leistungsstarker Betrieb auf der Langstrecke oder im Nutzfahrzeugbereich gesichert werden.
Der Zulieferer Bosch verfügt über ein breites Produktportfolio vom Halbleiter bis zu kompletten Antriebseinheiten, den E-Achsen. Kunden erhalten alle Wertschöpfungsstufen aus einer Hand für Hybrid- und Elektroautos, vom Personenkraftwagen bis zum Lastwagen. Mittlerweile hat Bosch mehr als 3,5 Millionen E-Motoren und dieselbe Zahl an Invertern gefertigt.
Quelle: Bosch – Pressemitteilung vom 30.08.2023
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