Finken, T: Fahrzyklusgerechte Auslegung von permanentmagnete

jedoch auf isolierte Aspekte wie beispielsweise die Leistungsabgabe, die Drehmomentwelligkeit oder einzelne Verlustmechanismen beschränkt. Im Vordergrund dieser Arbeit stehen allerdings der ganzheitliche Ansatz und die Auswirkung sowohl auf die Leistungsdaten und parasitären Effekte als auch auf das Wirkungsgradkennfeld der Maschine und damit dem Energieumsatz des Fahrzeuges. Daher werden für alle Geometrievariationen und Optimierungen die resultierenden Verlust- und Wirkungsgradkennfelder berechnet und den Vorteilen der bisher bekannten Seite gegenübergestellt.Bedingt durch starke Sättigungseffekte in Maschinen mit vergrabenen Magneten und der Notwendigkeit die Auswirkungen auf die Verluste bewerten zu können, werden sämtliche Untersuchungen mit Hilfe der numerischen FEM durchgeführt. Durch die hohe Anzahl von Geometrievariationen und zu berechnenden Betriebspunkten wird in dieser Arbeit eine automatisierte Berechnungskette erarbeitet und in das IEM-Softwarepaket integriert, die für eine gegebene Geometrie, unter Berücksichtigung relevanter Rahmenbedingungen und Regelstrategien, alle Betriebspunkte berechnet, die für die Erstellung der Verlust- und Wirkungsgradkennfelder benötigt werden.Im Hinblick auf den beschränkten Bauraum in vielen Fahrzeugen wird in dieser Arbeit ein Auslegungsvorgang vorgestellt, der den gegebenen Randbedingungen und fahrzyklusbedingten Anforderungen gerecht wird. Die Auswirkungen der verbleibenden Freiheitsgrade wie Rotorbauform, Wicklungsart, Windungszahl, Polpaarzahl und Rotorradius werden bestimmt und gegenübergestellt. Die Effekte verschiedener Optimierungsmassnahmen wie die Variation von Zahnformen, Wickelfenster, Polbedeckungswinkel oder Lage, Form und Segmentierung der Magnete werden untersucht.Alle Ergebnisse und Vergleiche werden unter dem Aspekt der Anwendung im elektrifizierten Antriebsstrang betrachtet. Eine tabellarische Übersicht über alle Geometrien und Variationen, deren Vor- und Nachteile sowie ihre zweckmässigsten Verwendungsmöglichkeiten wird erstellt und eine Systematik erarbeitet, mit deren Hilfe für ein gegebenes Fahrzeugkonzept und dessen Anforderungen eine geeignete Geometriekombination ausgewählt werden kann.Im Anschluss wird ein im Rahmen dieser Arbeit entstandener und in ein Fahrzeug integrierter Prototyp vorgestellt und die Simulationswerkzeuge sowie die Maschinenauslegung anhand von Messungen validiert. Abschliessend erfolgen eine Zusammenfassung und ein Ausblick auf mögliche Fortführungen und Ergänzungen der Forschungsarbeiten.