Nidec und Renesas stellen „8-in-1“-Elektroachse vor
Schon Mitte 2023 kündigten Nidec und Renesas an, ein „X-in-1“-System entwickeln zu wollen, das den Elektromotor und die Leistungselektronik vereint – und das „die branchenweit höchste Leistung und Effizienz bietet, bei gleichzeitig geringer Größe, niedrigem Gewicht und geringen Kosten“. Nun stellen sie ihre Lösung im Zuge einer Live-Demonstration auf der electronica 2024 in München vor. Es handelt sich dabei um ein Proof of Concept, also noch kein serienreifes Gerät.
Zusammen mit dem Motor und dem Getriebe beherbergt die Einheit konkret einen Wechselrichter mit einer Ausgangsleistung von 70 bis 100 kW und einem maximalen Wirkungsgrad von 99 Prozent, einen DC/DC-Wandler mit 1,5 kW Ausgang, einen 6,6-kW-Onboardlader, eine Stromverteilungseinheit, ein Batteriemanagementsystemund eine PTC-Heizungssteuerung. Das Besondere: Die Studie steuert die acht Funktionen mit einem einzigen Mikrocontroller. „Durch die systematische Integration dieser Funktionen in eine einzige Mikrocontroller konnte das Proof of Concept die Anzahl der Komponenten, die Kosten und die Größe erheblich reduzieren“, bemerkt Renesas.
Auf Basis des Proof of Concept plant Nidec nach früheren Angaben „die schnelle Vermarktung“ dieser neuen Generation von E-Axle-Systemen. Renesas strebt seinerseits an, „durch die Erweiterung des gemeinsam entwickelten Proof of Concept für E-Axle-Referenzdesigns schlüsselfertige Lösungen für immer komplexere X-in-1-Systeme zu entwickeln und zu liefern“. Mit diesen Lösungen könnten Entwickler ihre „X-in-1“-Systeme „sofort implementieren und evaluieren und so die Entwicklung von Elektrofahrzeugen beschleunigen“. Renesas betont, seinen Kunden künftig umfassende Systemunterstützung und Software sowie wichtige Bausteine für ihre X-in-1-Lösungen anbieten zu können.
„Wir sind bestrebt, eine breite Palette von Power-Management-Produkten anzubieten, die mit unseren digitalen Produkten zusammenarbeiten, um komplette, einsatzbereite Lösungen auf Systemebene bereitzustellen. Mit diesem Ansatz kann Renesas seinen Kunden helfen, ihre Entwicklung und Markteinführung zu beschleunigen“, kommentiert Chris Allexandre, Senior Vice President und General Manager of Power bei Renesas.
„Auf dem sich schnell verändernden Markt für Elektrofahrzeuge besteht ein wachsender Bedarf an kleineren und kostengünstigeren E-Axle-Systemen“, äußert Ryuji Omura, Senior Vice President, Deputy Chief Technology Officer und Leiter des Nidec Semiconductor Solutions Center bei Nidec. Ein einziges Steuergerät für die Steuerung eines elektrischen Antriebsstrangs trage dazu bei, das Gewicht und die Kosten des Systems zu senken, indem die Anzahl der Komponenten reduziert wird. „Wir waren in der Lage, den weltweit ersten Proof of Concept zu entwickeln, der ein 8-in-1-System mit einer einzigen MCU steuert, und wir sind dem Renesas-Team für seine Leidenschaft und Zusammenarbeit bei diesem Projekt dankbar.“
Wir erinnern uns: Im Oktober 2022 hatte Nidec zunächst mit der Serienproduktion seines E-Achsen-Systems der zweiten Generation begonnen. Die Antriebslösung namens Gen.2 wird seitdem im chinesischen Guangzhou produziert. Als wichtigste Merkmale dieser 100-kW-Elektroachse nennt Nidec (im Vergleich zum Vorgänger mit 100 kW) ein um 19 % geringeres Gewicht und eine um 20 % höhere Drehmoment- und Leistungsdichte.
Das Grundmodell des E-Antriebsbaukastens von Nidec, der 150 kW starke Ni150Ex, wurde 2018 vorgestellt – mit dem chinesischen Hersteller GAC als Erstkunden. Im Frühjahr 2019 kündigten die Japaner Varianten mit 100 und 70 kW Leistung an, bevor dann im Februar 2020 die Leistungsstufen mit 50 und 200 kW vorgestellt wurden. Mit der Spanne von 50 bis 200 kW Motorleistung (bzw. mehr bei zwei Motoren im Fahrzeug) kann Nidec die Fahrzeugsegmente A bis E abdecken, also vom Kleinwagen bis zur Oberklasse.
Der Konzern will gemäß seinen eigenen Zielen bis 2030 bei EV-Traktionsmotoren einen Marktanteil von 40 bis 45 Prozent erreichen. Bisher hat das Unternehmen unter anderem Vereinbarungen mit den Geely-Marken Zeekr und Geometry, GAC und Foxconn bestätigt. In Europa fertigt Nidec unter anderem Elektromotoren in einem Joint Venture mit PSA.
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