Forschungsprojekt zu innovativen Magnetmaterialien

In einem gemeinsamen Forschungsprojekt untersuchten die Kooperationspartner innolectric und CBMM die Effizienzsteigerung von Ladekomponenten durch nanokristalline Magnetwerkstoffe mit Niobium.

Dieses Forschungsprojekt lieferte Antworten auf die wichtigsten Fragen zum Einsatz von alternativen Magnetwerkstoffen:

• Welche Vorteile bieten nanokristalline weichmagnetische Werkstoffe in der Leistungselektronik?
• Welche Herausforderungen und Potenziale bestehen speziell in der Anwendung in On-Board Chargern für Fahrzeuge im kommerziellen und industriellen Sektor?
• Wie gut ist das Material auf dem internationalen Markt verfügbar und wie wichtig sind Vergleich und Erprobung von Komponenten unterschiedlicher Anbieter?
• Können Komponenten auf Basis von NSMM-Werkstoffen in den Gesamtbetriebskosten im Vorteil sein?

Das Projektteam von innolectric konnte diese Fragen im Rahmen einer Studie beantworten. In dieser wurde das weichmagnetische nanokristalline Material mit ferritbasierten Kernen in Bezug auf thermisches Verhalten, Größe, Kosten und Effizienz detailliert verglichen. Alle Analysen, Ergebnisse und gesammelte Erkenntnisse gibt es im White Paper.

Das innovative weichmagnetische Kernmaterial mit Niobium wurde praxisnah in einem innolectric On-Board Charger getestet. Um die bestmöglichen Ergebnisse zu erzielen, wurden die funktionellen Eigenschaften, das thermische Verhalten sowie das elektromagnetische Störverhalten direkt in einer bestehenden Systemarchitektur geprüft.

Der Einsatz von nanokristallinem Material im Vergleich zu ferritbasierten Magnetstoffen ermöglicht deutliche mechanische Verbesserungen ohne Einbußen im Wirkungsgrad und in der elektromagnetischen Filterleistung:

• Reduzierung des Kernvolumens um mehr als 60 %
• Reduzierung des Gewichts um über 70 %

Ein Vergleich verschiedener Anbieter lohnt sich sowohl funktional, aber auch ökonomisch. Der positive Einfluss der alternativen Magnetmaterialien auf die Total Cost of Ownership Ergebnisse gleicht die leicht höheren Anschaffungskosten deutlich aus.

Mit Hilfe der gewonnenen Erkenntnisse ist innolectric nun in der Lage, gezielt Vorteile, die die Nutzung nanokristalliner, weichmagnetischer Werkstoffe mit sich bringen, in zukünftigen Designs nutzen und so entscheidende Mehrwerte für die Produkte zu generieren.

„Ob auf dem Land oder Wasser – unsere Kunden decken heute bereits ein sehr breites Spektrum unterschiedlichster Fahrzeuge und Anwendungsfelder ab. Ihnen wollen wir ein Produkt anbieten, das über seine vielen Eigenschaften hinweg einen großen Mehrwert bietet. Wir freuen uns sehr, mit CBMM einen Partner mit großem Netzwerk dazugewonnen zu haben, mit dem wir unsere Technologie noch einen entscheidenden Schritt voranbringen können. Wir sind gespannt, welche neuen Wege der Optimierung die neuen Magnetmaterialien zunächst in unserem Labor und später auch im Feld ermöglichen“, so der Projektverantwortliche bei innolectric.

Mehr Informationen zum Projekt finden Sie auch beim Partner CBMM hier.