Die EU finanziert einen Elektroauto-Motor, der die Abhängigkeit von seltenen Metallen reduziert.

Das europäische Projekt MAXIMA entwickelt einen axialen Elektromotor für die Automobilindustrie, der so konzipiert ist, dass er zugänglicher, effizienter und leichter recycelbar ist, während gleichzeitig der Einsatz kritischer Rohstoffe, insbesondere seltener Metalle, die in Permanentmagneten verwendet werden, reduziert wird. Kurz gesagt MAXIMA entwickelt einen modularen axialen Elektromotor für Elektrofahrzeuge, der auf eine nachhaltigere Elektrifizierung des Automobilsektors abzielt.

Das Projekt zielt darauf ab, die Kosten, den CO₂-Fußabdruck und die Abhängigkeit von kritischen seltenen Metallen zu reduzieren.

Die Forscher haben eine digitale Plattform für Design und Analyse geschaffen, die elektromagnetische, strukturelle und thermische Leistung sowie die Recycelbarkeit integriert.

MAXIMA hat einen Recyclingprozess entwickelt, durch den Neodym-Eisen-Bor-Magnete zurückgewonnen, gereinigt und für die Wiederverwendung neu gefertigt werden.

Bis 2027 plant das Projekt, mehrere Prototypen unter realistischen Automobilbedingungen zu testen. Der Übergang der europäischen Automobilindustrie zu Elektrofahrzeugen hängt von zugänglichen, energieeffizienten, recycelbaren und umweltfreundlichen Komponenten ab. Das 2023 gestartete Projekt MAXIMA greift dieses Problem an, indem es einen anpassungsfähigen und kostengünstigen axialen Elektromotor entwickelt. MAXIMA, ein Akronym für Modular AXIal flux Motor for Automotive, zielt darauf ab, eine skalierbare Elektrifizierungslösung für die Automobilindustrie zu schaffen. Der Motor ist für eine bessere Leistung, eine geringere Umweltbelastung und eine geringere Abhängigkeit von seltenen und kritischen Materialien, insbesondere von denen, die für Permanentmagnete verwendet werden, konzipiert. Stéphane Clénet von Arts et Métiers ParisTech, der Projektkoordinator, sagt, dass MAXIMA eine Design- und Analyseplattform geschaffen hat, die bereits in der ersten Phase der Entwicklung mehrere technische Dimensionen integriert. „MAXIMA hat eine bahnbrechende multifysikalische Design- und Analyseplattform etabliert, die es Herstellern und Ingenieuren ermöglicht, die elektromagnetische, strukturelle und thermische Leistung sowie die Recycelbarkeit von Anfang an zu berücksichtigen“, sagte Stéphane Clénet. Die Integration von Kreislaufwirtschaft als Entwurfsanforderung ermöglicht die Optimierung von Effizienz, Produktionskapazität, Modularität und Demontage. Das Projekt zielt nicht nur darauf ab, einen leistungsstarken Motor zu entwickeln, sondern auch die Schwierigkeiten beim Recycling und der Wiederverwendung von Komponenten zu verringern. MAXIMA nutzt auch ein multifysikalisches digitales Zwillingsmodell, das die Echtzeitüberwachung des Systems, vorausschauende Wartung und adaptive Steuerung ermöglicht. Diese Funktionen können zur Verbesserung der Leistung, Zuverlässigkeit und Lebensdauer des Systems unter realen Betriebsbedingungen beitragen. Im Bereich Materialien und Produktion plant das Projekt, getestete Prototypen zu liefern, die weiche magnetische Verbundstoffe und fortschrittliche elektrische Wicklungen kombinieren. Diese Materialien sind optimiert, um Verluste zu reduzieren und die Produktion zu erleichtern. „Diese Prozessinnovationen reduzieren bereits den CO₂-Fußabdruck und die Kosten für die Produktion neuer Elektromotoren“, sagte Clénet. Ein wichtiger Fortschritt betrifft die Strategien für das Lebensende von Permanentmagneten. Die MAXIMA-Forscher haben einen Recyclingprozess entwickelt, durch den Neodym-Eisen-Bor-Magnete zurückgewonnen, gereinigt und für die Wiederverwendung neu gefertigt werden. Der Prozess bewahrt den Großteil der ursprünglichen Eigenschaften der Magnete, selbst nach Kontamination und Abnutzung. Dies ist wichtig für die Wiederverwendung von wertvollen Materialien und zur Verringerung des Drucks auf die Lieferketten kritischer Rohstoffe. „Dies schließt einen wesentlichen Kreislauf für wertvolle kritische Rohstoffe und weist den Weg für einen Wandel im gesamten Sektor an“, sagte Clénet. Der nächste Schritt besteht darin, die bis jetzt entwickelten Technologien zu nutzen, um mehrere Motorprototypen in realistischen Automobilumgebungen zu bauen und zu testen. Das Projekt wird die Recyclingtests erweitern, die Produktion von Prototypen erhöhen und die Lebenszyklusbewertungsmodelle mit Daten aus realen Bedingungen verfeinern. Bis 2027 strebt MAXIMA an, einen konkreten Beitrag zum Übergang der europäischen Automobilindustrie zur Kreislaufwirtschaft, strategischer Autonomie und Klimaneutralität zu leisten. „Durch dieses Vorgehen wird die globale Führungsrolle Europas in nachhaltigen Elektrifizierungstechnologien gestärkt, was langfristige industrielle, umweltfreundliche und soziale Vorteile schafft“, sagte Clénet. Die Elektrifizierung des Straßenverkehrs ist eines der zentralen Ziele des europäischen Klimawandels, hängt jedoch von komplexen Lieferketten für Batterien, Motoren, Permanentmagneten und kritische Materialien ab. Elektromotoren verwenden häufig Permanentmagneten, die seltene Metalle wie Neodym enthalten. Diese Materialien können Versorgungsrisiken schaffen und Fragen zu Kosten, Nachhaltigkeit und strategischer Abhängigkeit aufwerfen. Projekte wie MAXIMA versuchen, diesen Verwundbarkeiten durch zirkuläres Design, Recycling, optimierte Materialien und digitale Technologien zu begegnen, die Verluste, Kosten und die Abhängigkeit von kritischen Ressourcen reduzieren können.