Die Zukunft des Elektroautos entscheidet sich nicht nur an der Größe oder Leistungsfähigkeit der Batterie. Immer stärker rückt auch der Elektromotor selbst in den Fokus. Zugleich wachsen die Sorgen um Rohstoffe, Lieferketten und Kosten. Genau hier setzt ein junges deutsches Unternehmen aus dem fränkischen Hersbruck an. Das Start-up Emil Motors entwickelt einen Elektromotor, der ohne Seltene Erden auskommen soll. Statt also auf einen Permanentmagnetmotor zu setzen, arbeiten die beiden Gründer Maximilian Güttinger und Johannes Unhold mit einer Asynchronmaschine – allerdings in einer modernen Axialfluss-Bauweise.
Rohstoffeinsatz und Materialkosten
Herkömmliche Elektromotoren arbeiten meist nach dem Radialflussprinzip: Dort verlaufen die magnetischen Kräfte vom inneren Rotor in den äußeren Stator. Bei einem Axialflussmotor fließt die elektromagnetische Kraft dagegen entlang der Motorachse – vereinfacht gesagt wie zwischen zwei Scheiben, die sich gegeneinander drehen. Axialflussmotoren können deshalb besonders kompakt und flacher gebaut werden – sind konstruktiv aber meist anspruchsvoller.
Der zweite Unterschied, den Emil Motors macht, steckt im Begriff Asynchronmotor. Anders als beim heute üblichen Permanentmagnetmotor sitzen im Rotor keine Dauermagnete. Stattdessen entsteht das Magnetfeld erst während des Betriebs durch Induktion – der Rotor läuft dem Magnetfeld des Stators minimal hinterher, daher "asynchron". Der Vorteil: weniger kritische Rohstoffe und ein einfacher aufgebauter Rotor. Der Nachteil klassischer Konzepte waren bislang häufig höhere Verluste, weil zunächst Strom fließen muss. Dazu muss viel teures Kupfer im Rotor verbaut werden.
Verluste werden minimiert
Genau dort setzt Emil Motors an. Statt Kupfer, rund zwei Kilogramm Neodym und anderer seltener Materialien im Rotor sollen künftig drei bis vier Kilogramm Aluminium genügen. "Monatelang haben wir verschiedenste Wicklungen und Topologien analysiert und sind schließlich auf die Axialfluss-Asynchronmaschine gestoßen. Diese Topologie eröffnet neue Möglichkeiten, die Geometrie zu verändern und mit anderen Materialien hohe Wirkungsgrade zu erzielen", erklärt Güttinger den Kollegen von automobil-industrie. Aluminium ist weltweit verfügbar, günstig und industriell etabliert. Durch die Axialfluss-Architektur soll zudem mehr leitfähiges Material an den entscheidenden Stellen eingesetzt werden, um die typischen Effizienznachteile von Asynchronmotoren zu reduzieren.
Emil Motors könnte sich also als Unternehmen in eine neue Generation deutscher Antriebsentwickler einreihen – neben Ansätzen wie jenem von DeepDrive aus München oder vom Berliner Start-up Vaionic. Während DeepDrive auf eine besonders effiziente Doppelrotor-Architektur und kompakte Abmessungen setzt und Vaionic komplett auf Eisen verzichtet, legt Emil Motors den Fokus auf maximale Rohstoffunabhängigkeit. Besonders interessant könnte das Konzept dort werden, wo hohe Leistungen gefragt sind – bei großen Elektrofahrzeugen, Hybridanwendungen oder im schweren Nutzverkehr. Allerdings verlangen solche Motoren oft nach neuen Fahrzeugplattformen und können nur schwer in bestehende Modelle integriert werden. Noch steht die Technologie also am Anfang. Prüfstandtests laufen, Langzeiterfahrungen fehlen, ein Serieneinsatz wird frühestens gegen Ende des Jahrzehnts erwartet.
