Globale Anforderungen an die E-Maschinen Produktion · aus Manufaktur . Skalierbares und weltweit...

/ Seite 1 EM-motive GmbH / Präsentationstitel / 14.07.2016

A joint company of Daimler and Bosch

Kongress Produktionsforschung 2016 Forum II für Mobilität Sitzung 2, Produktion für Elektromobilität Globale Anforderungen an die E-Maschinen Produktion Dr. Axel Humpert Berlin, 23.06.2016

Seite 2 EM-motive GmbH / Kongress Produktionsforschung 2016 / Forum II für Mobilität / Sitzung 2, Produktion für Elektromobilität © EM-motive GmbH 2015 All rights reserved, also regarding any disposal, exploitation, reproduction, editing, distribution, as well as in the event of applications for industrial property rights

Der Markt, Umfeld, Trends und Treiber

Megacitys Neue Städte

Öko-System E-Mobility

Neue Geschäftsmodelle

Selbstfahrende Autos

Leistungssteigerung und Kostensenkung von Li-Ionen-Akkus

Quelle: Bosch

Erneuerbare und Verteilung von Energie / Strom

Internet der Dinge, große Daten, Smart-Grid


Vergleich der CO2- Emissionen und Ziele

Quelle: Automobilrevue 2015

Oberklassewagen / SUV kg

Kompaktwagen Kleinwagen


194g/100km

Smart fortwo electric drive

Peugeot 3008 Diesel-Hybrid

Volvo V60 Diesel-Plug-in-Hybrid

Mercedes-Benz E300 BlueTec

Smart fortwo

Peugeot 3008

Volvo V60

Mercedes-Benz S500

Porsche Cayenne S

VW Touareg 3.6 FSI BlueMotion Tec.

Mercedes-Benz C350

Porsche Panamera S

199g/100km

226g/100km

236g/100km

159g/100km

207g/100km Panamera S E-Hybrid

VW Touareg 3.0 TSI Hybrid

S500 Plug-in-Hybrid

Cayenne S E-Hybrid

Mercedes-Benz C350e

87g/100km

169g/100km

122g/100km

48g/100km

97,5g/100km

0g/100km

65g/100km

51g/100km

79g/100km

71g/100km

193g/100km

-67%

-65%

-18%

-68%

-66%

-22%

-100%

-20%

-72%

Mercedes-Benz E300 Diesel 249g/100km

Fiat 500e Fiat 500 95g/100km 0g/100km -100%

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CO2-Einsparungen der EM-motive Produkte


Auswirkung - Veränderung des Antriebsstrang

Quelle: Bosch

Verbrenner Hybrid und EV


Antriebsstrangkonzepte und resultierende E-Maschinen-Konzepte

Power-Split Axle Split Torque Split Parallel Serial(-Parallel)

IMG 1) SMG 2)

1) IMG = Integrated Motor Generator 2) SMG = Separate Motor Generator

− In den Antriebsstrang integrierte Starter / Motor für parallele (Plug-In) Hybride

− Konzentrische Wicklung für minimale axiale Länge

− Inner-Rotor-Design, Permanentmagneterregung für hohe Drehmomentdichte

− Wassermantel oder/und Ölstrom gekühlt − Drehmoment skalierbar über Länge − Bis zu 80 kW bis zu 400 Nm

Kompletter E-Motor oder aktive Teile

− Separater Motor für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

− Verschiedene Wickeltechnologien für verschiedene Anwendungen (BSG, eAD, EDCT)

− Permanentmagneterregung − Wassermantelkühlung − Geringe Trägheit, hohe

Geschwindigkeit (12.000 - 18.000 Umdrehungen pro Minute)

− Drehmoment skalierbar über Länge Bis zu 80 kW bis zu 300 Nm

Zeit 3. Generation

1. Generation

Hybrid Hohe Leistung und Drehmomentdichte

2. Generation

Hybrid & PHEV Kostenreduktion d.

Automatisierung

iSG, Hybrid & PHEV Kostenreduktion d.

Leistungsdichte

Zeit 1. Generation

Hybrid, & EV Hohe Leistung und Drehmomentdichte

2. Generation

Hybrid, Plugin-Hybrid, EV

Technologiebaukasten

http://www.google.de/imgres?imgurl=http://www.edward-labus.de/EuropaFlagge.gif&imgrefurl=http://www.edward-labus.de/&usg=__R8dKZMPBodBRO0ATX10yXf5DKWw=&h=215&w=321&sz=4&hl=de&start=14&tbnid=jh4Cj8-l8dOz5M:&tbnh=79&tbnw=118&prev=/images?q=flagge+europa&hl=de&sa=G&gbv=2&tbs=isch:1&itbs=1



http://www.google.de/imgres?imgurl=http://www.cronox.de/casa/images/weltkugel.gif&imgrefurl=http://www.cronox.de/casa/de/houses.htm&usg=__xMyXQaElEUXnSVXcAEolTsv-qfs=&h=300&w=300&sz=26&hl=de&start=28&zoom=1&tbnid=wSwPSNPfsXetzM:&tbnh=116&tbnw=116&ei=a8fsTbPQIIHqOce3jI4B&prev=/search?q=weltkugel&start=20&hl=de&sa=N&biw=1659&bih=865&gbv=1&tbm=isch&itbs=1


Leistungsbereich Drehzahlbereich Max. Abmessungen Investierte Fertigungs-

technologien Kühlung Blechschnitt

Variablen Fixg

röße

n aktive Länge Windungszahl,

Spulenverschaltung Materialgüte (Blech,

Magnet) Passivbauteile /

Kundenschnittstellen

Max. Drehmoment

Phasenstrom

Max. Leistung

DC- Spannung

Drehzahl

Kühl- tempera-

tur

Spezifikationsraum

EUR/Stck.

Auswirkung der Anforderungen auf die Produktentwicklung - Baukastensystem


Stückzahlen

Zeit

Kunde

Auswirkungen der Anforderungen auf die Produktionsprozesse und Industrialisierung

Auto

mot

ive

Indu

stry

inte

rnal

Auto

mot

ive

Indu

stry

ext

erna

l

Markt: Kosten und Volumen Produktions- konzept

Power Train Konzept E-Motor Konzept

Teile und Zuliefererkonzept

Ausrüstungs- und Zuliefererkonzept

Prozessentwicklung und Industrialisierung

Stückzahl- unsicherheit

Generations- zyklus

Konzept- unsicherheit

CO2


Auswirkungen der Anforderungen auf die Produktionsmengen

2020 2025 2030

Abgasreinigung

HEV-System

Kosten

PHEV-System

2020 2025 2030

Diesel

Benzin

BEV abhängig von der Kapazität

Kosten

HEV

2020 2025 2030

PHEV

BEV

Kosten der Abgasreinigung Kosten der Batterie

Stückzahlen

Zeit

HEV

Stückzahlen

Zeit

PHEV

Stückzahlen

Zeit

BEV

Stückzahlen

Einzelverläufe


2020 2025 2030

Stückzahlen (Faktoren)

1

5

10 geringere Batteriekosten

Disruption unscharfe Zone

Globale Handlungsfelder der Produktion

Stückzahlen

Zeit

HEV

Stückzahlen

Zeit

PHEV

Stückzahlen

Zeit

BEV

Weitere Hochläufe IMG Ausläufe IMG

Hochläufe I SMG

Hochläufe III SMG

Hochläufe II SMG

Überlagerung

Weltweite Produktionsanläufe

IMG Industrialisierung der Generation X

SMG Baukastenplanung u. Industrialisierungs-vorbereitung

Stückzahlen


Projekt/Stückzahl

GEN X GEN 3 GEN 1+2

Prozess- und Industriespezialisten Internationaler Einkauf und Fertigungsnetzwerk

Basis

Abdeckung verschiedenster Kundenansprüche von der manuellen Fertigung mit hoher Flexibilität bis hin zur vollautomatisierten Produktion mit geringem Personaleinsatz.

Fertigungstechnik

Limited edition mit Standard- E-Maschine

Semi-Massen-produktion

mit Standard- E-Maschine

Massenproduktion mit Standard- E-Maschine

Limited edition mit E-Maschine aus Manufaktur

Skalierbares und weltweit aufgestelltes Produktionssystem

heute

Manuelle Fertigung flexibel hoher Personal-einsatz

Semi-automatische Fertigung limierte Flexibilität limitierter Personaleinsatz

Vollautomatische Fertigung unflexibel geringer Personal-einsatz


FERTIGUNGSVERBUND

Systemkompetenz Fahrzeugintegration Komponentenintegration Gehäusekonzepte Schnittstelle zum Getriebe &

Antrieb Sensorensystem

Kundenanforderungen Regionale Fertigung Skalierbare Stückzahlen Variantenflexibilität Kostenreduzierung

Entwicklungskompetenz Magnetkreis Layout Wicklungstechnologien Kühlung Layout Design for reliability HV Schnittstelle

Prozess Stator Wicklung Laser- / US Schweißen Imprägnieren Einschrumpfen Montage und Handling Dichtheits- und elektrische Prüfung

Internationaler Einkauf Anlaufmanagement Qualitätsmanagement Prozessmanagement

Materialmanagement Versorgung Fertigungslager Logistik

Prozess Rotor Gießen / Spritzguss Wuchten Magnetisieren Montage und Handling Magnetische Prüfung

Notwendige Fähigkeiten der Produktion

Prozess- und Industriespezialisten Internationaler Einkauf und Fertigungsnetzwerk

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