Mit Vollgas Richtung E-Mobilität

Der klassische Verbrennungsmotor bekommt große Konkurrenz: Im Jahr 2021 wurden über 355.000 Elektroautos neu zugelassen. Im Vorjahr waren es noch knapp unter 200.000. Der enorme Anstieg zeigt: E-Autos sind ein entscheidender Teil der Mobilitätswende – und prägen immer stärker unser Straßenbild. Ein Zukunftsmarkt, den auch thyssenkrupp mit vorantreibt.

In den verschiedenen Segmenten der Unternehmensgruppe werden zentrale Technologien entwickelt, um nachhaltige Autos von morgen auf die Straße zu bringen. Die Grundlage für die Mobilitätswende beginnt aber schon außerhalb des Fahrzeugs, nämlich bei der Produktion von thyssenkrupp rothe erde® Großwälzlagern.

Mit der Nachfrage nach Elektrofahrzeugen steigt auch der Bedarf an Energie aus erneuerbaren Quellen. In Deutschland ist die Windkraft mittlerweile einer der am stärksten wachsenden Märkte geworden, den thyssenkrupp beliefert. Als Komponenten in Windkrafträdern auf der ganzen Welt tragen Großwälzlager von thyssenkrupp rothe erde zur Gewinnung des notwendigen grünen Stroms für die E-Mobilität bei. Dort, wo Bewegung und Antrieb aufeinandertreffen, übertragen Großwälzlager die Windenergie an die Generatoren der Windenergieanlage. Dabei hilft Elektroband der Marke powercore® Traction von thyssenkrupp Steel, Bewegungsenergie effizient in elektrische Energie umzuwandeln. Die Qualitätsansprüche an das Material und die Beschaffenheit der Lagerkomponenten sind hoch – insbesondere in den Offshore-Anlagen sind die Windkrafträder extremen Bedingungen ausgesetzt.

Über den Beitrag zur grundlegenden Energieversorgung hinaus entwickelt thyssenkrupp auch weitere Technologien und Materialien, die entlang der gesamten Lieferkette E-Fahrzeuge ins Rollen bringen.

Der Kernwerkstoff der Energiewende: powercore® Elektroband

Ganz konkret sind das zum Beispiel kornorientiertes und nicht kornorientiertes Elektroband aus dem Stahlbereich von thyssenkrupp. Es wird in der gesamten Energiewertschöpfungskette von der Erzeugung, der Übertragung und Verteilung bis hin zum Verbrauch zum Beispiel in Elektromotoren eingesetzt. Damit trägt es, als Kernwerkstoff für die Mobilitätswende, maßgeblich zu Energieeffizienz und Ressourcenschonung bei.

Nicht kornorientiertes powercore® Traction ist ein hochreiner, weichmagnetischer Werkstoff aus einer Eisen-Silizium-Legierung zur Führung und Konzentration des magnetischen Flusses. Die nicht kornorientierten powercore^® Traction-Sorten für die Elektromobilität erfüllen die Anforderungen hocheffizienter und leistungsstarker Antriebe im Automobil. Sie sind sehr dünn, besitzen homogene mechanische Eigenschaften, geringe Ummagnetisierungsverluste und eine hohe Polarisation.

Das kornorientierte Elektroband der Marke powercore® von thyssenkrupp Electrical Steel ist Bestandteil von Transformatoren und Ladestationen und ermöglicht den effizienten Transport und die Bereitstellung von Energie. Konkret handelt es sich um technologisch anspruchsvolle Spitzensorten der Marke powercore®, die sich durch besonders geringe Ummagnetisierungsverluste auszeichnen und dadurch hohe Wirkungsgrade bei der Stromumwandlung erzielen. Die hauchdünnen Elektrobänder, nicht dicker als 0,23 mm, kommen vor allem in modernen hocheffizienten Transformatoren zum Einsatz.

bondal^®: Akustikoptimierung für E-Motoren

Damit Elektroautos aber nicht nur auf ganzer Linie umweltfreundlich, sondern auch angenehm zu fahren sind, kommt bondal® zum Einsatz. Der sogenannte Sandwich-Werkstoff von thyssenkrupp Steel sorgt für eine Geräuschreduzierung in E-Fahrzeugen. Elektromotoren sind zwar sehr viel leiser als konventionelle Verbrenner, ihre antriebsbedingten Geräuschemissionen des Inverters empfinden Menschen aber als besonders unangenehm. Die für jeden E-Antrieb zentrale Komponente wandelt den Gleichstrom der Batterie in Wechselstrom für den Antriebsmotor um und produziert – je nach Lastzustand – hochfrequenten Schall, der über den Deckel des Invertergehäuses abgestrahlt wird.

Ein unangenehmes Geräusch und damit ein erhebliches Komfortproblem, das aktuell nicht zufriedenstellend gelöst werden kann. Mit bondal® setzen wir zur Akustikoptimierung auf einen Stahl-Kunststoff-Stahl-Verbund. Zum Bauteil umgeformt bietet bondal® zusätzlich zur werkstofftypischen Körperschalldämpfung auch luftschalldämmende Eigenschaften. In Summe können wir die Lautstärke so auf ein Viertel der Ausgangslautstärke reduzieren. Gegenüber heute eingesetzten Lösungen aus reinen Stahl- oder Aluminiumblechen ist bondal® auch aus Gewichtsgründen eine hochattraktive Alternative und lässt sich darüber hinaus problemlos recyceln.

Unverzichtbar bei steigender Nachfrage: effiziente Lieferketten

Mit einer steigenden Nachfrage an E-Autos wächst auch die Nachfrage an Leichtbaulösungen aus Stahl und Aluminium – welche übrigens durch das geringere Gewicht auch Verbrennermotoren effizienter machen und Emissionen reduzieren. Erfolgskritisch für den Automobilsektor und damit auch für die Mobilitätswende sind umfangreiche Dienstleistungen und eine optimal gemanagte und digitalisierte Lieferkette, damit es nicht zu Verzögerungen beim Bau neuer Fahrzeuge kommt. Als größter Werkstoffhändler der westlichen Welt stellt sich thyssenkrupp Materials Services schon heute auf diesen Wachstumsmarkt ein.

Der Materialhändler hat erst kürzlich in einen neuen Standort in Mexiko investiert, um den zukünftigen Anforderungen der E-Mobilität gerecht zu werden. Der Bedarf an  Aluminium steigt stetig, denn Mexiko ist der sechstgrößte Standort für die Herstellung von PKW und Lastkraftwagen. Eine Vielzahl großer Automobilhersteller ist hier mit Produktionswerken ansässig. Damit diese reibungslos arbeiten können, übernehmen die Service-Standorte von thyssenkrupp Materials Services die Lieferung von Materialien in der spezifisch geforderten Verarbeitungsqualität – und zwar genau dann, wenn sie tatsächlich gebraucht werden.

Für das perfekte Drehmoment: die Rotorwelle

Damit sich die Elektrofahrzeuge vom Fleck bewegen, darf das Herzstück eines jeden E-Motors nicht fehlen: die Rotorwelle. Sie übernimmt in Elektromotoren die Aufgabe der Nockenwelle im traditionellen Verbrennungsmotor. Die Rotorwelle wandelt elektrische in kinetische Energie um und leitet diese ins Getriebe weiter.  

Die Spezialist:innen von thyssenkrupp Dynamic Components haben schon vor mehr als zehn Jahren damit begonnen, ihr Antriebs-Know-How und die jahrelange Expertise in der Produktion von Nockenwellen auf Rotorwellen für Elektromotoren zu übertragen. Sie entwickelten die nachhaltige Antriebsalternative bereits zu einem Zeitpunkt, als noch unklar war, wie sich der Markt für Elektromobilität entwickeln würde. Seither wird die Rotorwelle in den Werken in Ilsenburg im Harz und Eschen in Liechtenstein stetig weiterentwickelt. Materialzusammensetzung, Gewicht und Kosten wurden in den letzten Jahren massiv optimiert.

Von der Energieerzeugung bis zur Antriebskomponente – auf dem Weg zur nachhaltigen Mobilität greifen bei thyssenkrupp viele Hände ineinander. Ganz nach dem Motto: engineering. tomorrow. together.