21. Zulieferforum der Arbeitsgemeinschaft Zulieferindustrie

21. Zulieferforum der Arbeitsgemeinschaft Zulieferindustrie Drahtisolationen Kernfunktion für heutige und zukünftige E-Antriebe Volkswagen AG (GF Getriebe), Standort Kassel Referent: Dr. Martin Glatzer 31.01.2017

Agenda 1 Der Volkswagen Konzern und das Werk Kassel 2 E-Antriebe Kompetenz am Standort Kassel 3 Drahtisolationen für Serienantriebe 4 Anforderungen für Drahtlieferanten aus Sicht Volkswagen 5 Trends für E-Antriebe aus Sicht Volkswagen 6 Fazit HGE/4 Dr. Martin Glatzer Tel.: +49 561/490-5713 Stand: 31.01.2017 Seite 2

Der Volkswagen AG Konzern Volkswagen vereint 12 faszinierende Marken in einem Konzern Nutzfahrzeuge WERK KASSEL

Volkswagen Kassel 2016 Werksgelände: 3.274.504 m² Hallenfläche: 1.320.185 m² ca. 450 Fußballfelder WERK KASSEL

Geschäftsbereiche Aggregateaufbereitung Getriebefertigung Gießerei und Bearbeitung Umform- und Leichtbautechnologien Abgasanlagenfertigung Konzern After Sales WERK KASSEL

Agenda 1 Der Volkswagen Konzern und das Werk Kassel 2 E-Antriebe Kompetenz am Standort Kassel 3 Drahtisolationen für Serienantriebe 4 Anforderungen für Drahtlieferanten aus Sicht Volkswagen 5 Trends für E-Antriebe aus Sicht Volkswagen 6 Fazit WERK KASSEL

Entwicklung 2 E-Antriebe Kompetenz Kassel am - Produktentstehungsprozess Standort Kassel EM After Serienbegleitung -Sales Konzept Auslegung / Berechnung Industrialisierung Konstruktion Validierung Erprobung Werkstoffauswahl Prototypenbau Die Entwicklung deckt den gesamten Produktentstehungsprozess ab HGE/4 Dr. Martin Glatzer Tel.: +49 561/490-5713 Stand: 31.01.2017 Seite 7

2 E-Maschinen E-Antriebe Kompetenz Anwendungen am Standort Kassel Ein-Achs-Antrieb E-Maschine Antrieb / Getriebe Fahrzeug PHEV / HEV Es wird zwischen zylindrischen und scheibenförmigen Elektromaschinen unterschieden HGE/4 Dr. Martin Glatzer Tel.: +49 561/490-5713 Stand: 31.01.2017 Seite 8

2 Maschinenkonzepte E-Maschinen E-Antriebe Kompetenz Anwendungen am Standort Kassel Getriebeintegrierte Elektromaschinen Elektrische Achsantriebe Elektromaschine: scheibenförmig Elektromaschine: zylinderförmig 5 7 Gang Ø = 265 270 mm L = 40 100 mm n =...7.000 rpm P = 40 120 kw Typ: PSM Einsatzgebiete: Antriebe für HEV / PHEV 1 2 Gang Ø= 190 245 mm L = 120 210 mm N = 12.000..17.500 rpm P = 60 320 kw Typ: PSM oder ASM Einsatzgebiete: Antriebe für BEV Antriebe für PHEV mit elektrischer Achse Baukasten Hoch-Drehmoment Baukasten Hoch-Drehzahl Leistung wird über Moment erzeugt (großer Durchmesser niedrige Drehzahl) Leistung wird über Drehzahl erzeugt (kleiner Durchmesser hohe Drehzahl) PSM = permanenterregte Synchronmaschine ASM = Asynchronmaschine HGE/4 Dr. Martin Glatzer Tel.: +49 561/490-5713 Stand: 31.01.2017 Seite 9

3 Drahtisolationen für Serienantriebe - Anforderungen Kosten Performance des Antriebs Ölbeständigkeit lokale Eigenschaften Durchschlagsfestigkeit Teilentladungsfestigkeit Temperaturindex Flexibilität Anforderungen an die Drahtisolation mechanische Robustheit Haftung zum Kupfer Alterungsbeständigkeit Kompatibilität /Sekundärisolation prozesssichere Herstellbarkeit HGE/4 Dr. Martin Glatzer Tel.: +49 561/490-5713 Stand: 31.01.2017 Seite 11

3 Drahtisolationen für Serienantriebe Sonderprüfungen Zugversuche Haftung Durchschlagsfestigkeit HGE/4 Dr. Martin Glatzer Tel.: +49 561/490-5713 Stand: 31.01.2017 Seite 12

E-Antriebs - Baukasten - Hochdrehzahl 3 Drahtisolationen für Serienantriebe - BEV e-up! Elektrischer Achsantrieb BEV SOP 2013 e-golf Elektrischer Achsantrieb BEV SOP 2014 BEV: battery electric vehicle HGE/4 Dr. Martin Glatzer Tel.: +49 561/490-5713 Stand: 31.01.2017 Seite 13

E-Antriebs - Baukasten - Hochdrehzahl 3 Drahtisolationen für Serienantriebe Isolationssystem PEI+PAI e-up! Zugdiagramm Runddraht d=0,67mm e-golf Basecoat: PEI, Topcoat: PAI für eup! und egolf PEI: Polyesterimid, PAI: Polyamidimid HGE/4 Dr. Martin Glatzer Tel.: +49 561/490-5713 Stand: 31.01.2017 Seite 14

3 Drahtisolationen für Serienantriebe PHEV Golf GTE Getriebeintegrierte Elektromaschine PHEV SOP 2014 Neues Fahrzeug Getriebeintegrierte Elektromaschine PHEV PHEV: plugin hybrid electric vehicle HGE/4 Dr. Martin Glatzer Tel.: +49 561/490-5713 Stand: 31.01.2017 Seite 15

3 E-Antriebs Drahtisolationen für - Baukasten Serienantriebe Isolationssystem - Hochdrehzahl PEI+PAI und PI+PAI Golf GTE Bruchdehnung Runddraht der Isolation Basecoat: PEI, Topcoat: PAI Neues Fahrzeug Bruchdehnung der Isolation Basecoat: PI; Topcoat: PAI PI: Polyimid PAI: Polyamidimid HGE/4 Dr. Martin Glatzer Tel.: +49 561/490-5713 Stand: 31.01.2017 Seite 16

4 Anforderungen für Drahtlieferanten aus Sicht Volkswagen Drahtinnovationen neue Freiheitsgrade durch Extrudieren Chancen Risiken Elastizität Durchschlagsspannung Marktdurchdringung Preis der Isolation Ölverträglichkeit Teilentladungseinsatzspannung Kompatibilität mit anderen Isolationsmaterialien Kantenabdeckung/- bombierung variable Schichtdicken Robuste Fertigungsprozesse Fertigungszeiten Basecoat: PAI; Topcoat: PEEK extrudiert PAI: Polyamidimid PEEK: Polyesteretherketon Luft- und Kriechstrecken Kosten des Gesamtantriebs Extrudierte Isolationen bringen neue Freiheitsgrade für Antriebe mit besonderen Anforderungen HGE/4 Dr. Martin Glatzer Tel.: +49 561/490-5713 Stand: 31.01.2017 Seite 18

4 Anforderungen für Drahtlieferanten aus Sicht Volkswagen Drahtinnovationen Überblick Kupfer (ETP1, OF1 nach DIN EN 1977)??? Kosten PI + PAI Kapton PAI + PEEK PAI + PPS Innovationen PEI + PAI PAI Lackieren Wickeln Lackieren & Extrudieren??? Performance der Drahtisolation konventionelle Drahtisolationen hochperformante Drahtisolationen F&E Hauptanforderungen: Variabilität Dicke/Breite Lackschichtdicke Flexibilität TE-Festigkeit Temperaturindex HGE/4 Dr. Martin Glatzer Tel.: +49 561/490-5713 Stand: 31.01.2017 Seite 19

5 Trends für E-Antriebe aus Sicht Volkswagen - Antriebstechnologien ELEKTROFAHRZEUG + + + + + H 2 Micro-Hybrid Rekuperation Start-Stopp Mild-Hybrid Hybrid Electric Vehicle HEV Plug-in Hybrid Electric Vehicle PHEV Range Extender Electric Vehicle REEV Battery Electric Vehicle BEV Fuel Cell Electric Vehicle FCEV* Elektrische Reichweite 2-3 km 20-80 km 50-120 km 200-600 km 400-600 km Elektrische Reichweite Elektromotor Boost Verbrennungsmotor + Stromerzeuger * > 2020 HGE/4 Dr. Martin Glatzer Tel.: +49 561/490-5713 Stand: 31.01.2017 Seite 21

Schematische Darstellung CO 2 -Hebel verschiedener Antriebstechnologien Konventionelles Fahrzeug mhev HEV PHEV BEV 2020 0 95 g/km g CO 2 / km Start / Stopp Rekuperieren & Boosten Elektrisch Cruisen (~ 2 km) Elektrisch Fahren (~ 50 km) & Laden am Netz Rein elektrisches Fahren (> 150 km) Technologie-Mix in der Flotte muß CO 2 Compliance sicherstellen Quelle: K-EAT Seite 22 27.01.2017 K-EAT

6 Fazit Konventionelle Drahtisolationen für Runddraht genügen einfachen Anforderungen Erhöhte Anforderungen ergeben sich für Rechteckdrähte und komplexe Wickeltechniken Die heutigen, einfachen Isolationskonzepte können die erhöhten Anforderungen nicht erfüllen Europäische Drahthersteller verfügen noch nicht über bedarfsgerechte Spezial-Produkte Elektromobilität ist eine Gemeinschaftsaufgabe Automobilindustrie und Zulieferindustrie tragen dabei eine zentrale Rolle gehen wir es gemeinsam an! HGE/4 Dr. Martin Glatzer Tel.: +49 561/490-5713 Stand: 31.01.2017 Seite 24

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