ZEISS eMobility Solutions

From energy to eMotion

Messtechnik-Lösungen für die Elektromobilität

Die Automobilindustrie denkt um und bedient immer stärker die wachsende Nachfrage nach Elektrofahrzeugen. Da sich der Aufbau eines elektrischen Antriebsstrangs deutlich von dem eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotoren unterscheidet, müssen sich Automobilhersteller und Zulieferer neu erfinden, um die Produktion und Montage wichtiger Bestandteile von Elektrofahrzeugen anzupassen. Eine große Herausforderung bei der Qualitätssicherung in der Elektromobilität ist die Notwendigkeit, den gestiegenen Präzisionsanforderungen gerecht zu werden - mit anderen Worten: auch die Messtechnik verändert sich.
ZEISS eMobility Solutions ermöglicht es Ihnen, sich auf diesen Wandel einzustellen, indem wir Ihnen fortschrittliche Technologien zur Qualitätssicherung bereitstellen, um die Zuverlässigkeit, Effizienz und Sicherheit Ihrer Elektrofahrzeuge zu gewährleisten.

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Fünf Hauptkomponenten der Elektromobilität

Innovationen im Elektrofahrzeugbau generieren neue Messaufgaben und leiten einen Paradigmenwechsel in der Qualitätsprüfung ein. Elektrofahrzeuge haben weniger Bestandteile, aber diese Teile erfordern ganzheitliche Qualitätsprüfungslösungen, die von taktilen und optischen Messungen bis hin zur Röntgenmikroskopie reichen.

Batterie

Es wird eine breite Palette an Bildgebungs-, Analyse- und Metrologiewerkzeugen benötigt, um Batterieforschung und Qualitätskontrolle von Akkus zu ermöglichen. ZEISS stellt Licht-, Elektronen-, Röntgenmikroskopie- und Computertomographie-Systeme (CT) sowie Koordinatenmessgeräte her, um strukturelle, kompositorische, elektrische und dimensionelle Eigenschaften über die relevanten Längenskalen zu bewerten und zu korrelieren. Damit trägt ZEISS dazu bei, die relevanten Daten bereitzustellen, um die Akkusicherheit und Leistungsfähigkeit von New Energy Vehicles zu ermöglichen.

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Mikroskope

Koordinatenmessgeräte

Optisches 3D-Scannen

X-Ray Systeme

Brennstoffzellensystem

Neben den Batterie-Elektrofahrzeugen (Battery Electric Vehicles, BEVs) sind Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge (Fuel Cell Eectric Vehicles, FCEVs) eine weitere Möglichkeit für die Zukunft der alternativen Energieversorgung. In einem FCEV liefert das Brennstoffzellensystem die gesamte Energie, die für den Antrieb des Elektromotors benötigt wird. Der Brennstoffzellenstapel ist der wichtigste Bestandteil des FCEV, hier wird die Energie durch elektrochemische Reaktionen geliefert. Im Brennstoffzellenstapel sind viele Einzelzellen in Reihe angeordnet und miteinander verbunden. Der Prozess zur Konstruktion des Brennstoffzellensystems erfordert höchste Qualitätsstandards bei der Herstellung und Entwicklung jeder einzelnen Komponente.

Mikroskope

Koordinatenmessgeräte

X-Ray Systeme

Leistungselektronik

Die Leistungselektronik ist die Energiedrehscheibe jedes Batterie-Elektro-, Hybrid- und Brennstoffzellenfahrzeugs, da sie den Stromfluss zwischen der Batterie und dem Elektromotor steuert. Um elektronische Komponenten effizienter und zuverlässiger zu machen, ist es unerlässlich, die Qualität von Halbleitern, Leiterplatten (PCBs) und fertigen Modulen über verschiedene Längenskalen hinweg zu kontrollieren.

Mikroskope

Koordinatenmessgeräte

X-Ray Systeme

Qualitätssicherung für Leistungselektronik

Elektromotor

Elektromotoren sind wahre Kraftpakete - kompakt und leicht, aber dennoch in der Lage, auch bei niedrigen Geschwindigkeiten hohe Drehzahlen und enorme Drehmomente zu erreichen. Eine Herausforderung bei der neuesten Motorengeneration besteht in der präzisen Fertigung und Montage der Hairpins und des Stators sowie in der Herstellung der Pakete aus Stator und Rotor. ZEISS produziert taktile und optische Messgeräte, um alle Aspekte des Qualitätsmanagements abzudecken, und unterstützt sogar Hersteller von Elektromotoren beim Aufbau ihrer Prüfketten.

Koordinatenmessgeräte

Optisches 3D Scannen

X-Ray Systeme

Getriebe

Elektrofahrzeuge haben sehr unterschiedliche Antriebsstränge - entweder mit einem Ein- oder Zwei-Gang-Getriebe anstelle von bis zu neun Gängen bei Verbrennungsmotoren. Motor und Getriebe teilen sich ein Gehäuse - was die Anzahl der Komponenten und das Gewicht reduziert, nicht aber die Qualitätsanforderungen. Eine Reihe von Mess- und Prüfschritten ist erforderlich, um Spitzenleistung, geringen Verschleiß und leisen Betrieb zu gewährleisten. ZEISS produziert all diese Messwerkzeuge und berät die Hersteller bei der Gestaltung optimaler Qualitätssicherungssysteme.

Koordinatenmessgeräte

Messtechniklösungen für Fahrzeuggetriebe

Lösen Sie Ihre Messprobleme

Erfahren Sie mehr über Applikationen in der Elektromobilität

Von Einzelanwendungen bis hin zu voll integrierten Mess- und Prüfsystemen und Software zur Qualitätsprüfung: ZEISS eMobility Solutions bieten ein vielfältiges Portfolio, mit dem Sie für jede messtechnische Herausforderung bestens gerüstet sind.

3D-Geometrie und Mikrostruktur mit ZEISS DotScan Brennstoffzelle E-Motor

Die richtigen Krümmungsradien, Flankensteilheiten, sowie Lage und Periodizität der dreidimensionalen Mikrostruktur in den Bipolar-Einzelplatten ist sicherzustellen. Der optische, chromatisch konfokale Messsensor ZEISS DotScan an ZEISS PRIMSO kann diese Größen vermessen. Gleichzeitig kann damit die Gratbildung an Schnittkanten und die Welligkeit erfasst werden. Bei geeigneter beidseitiger Vermessung kann auch die Materialdicke und lokale Materialausdünnungen durch den Umformungsprozess erfasst werden.

Messung des Statorgehäuses mit ZEISS DotScan E-Motor

Die Prüfung der Geometrie und Kontur des Gehäuses ist unerlässlich: Die optische konfokale Weißlicht-Technologie mit ZEISS DotScan führt hochpräzise Konturmessungen durch, wie Fasen oder Radien an z. B. Lagerbohrungen.

Messung des Statorgehäuses mit ZEISS VAST XXT E-Motor

Durch die Integration von Elektromotor und Getriebe in einem einzigen Gehäuse, werden im Herstellungsprozess komplexe voneinander abhängige Geometrien erzeugt.Form, Größe und Lage dieser Bauteile weisen enge Toleranzen auf. Das taktile, aktive Scanning von ZEISS in Kombination mit flexiblen und steifen Tastern sowie einem Drehtisch erfüllen sämtliche Messaufgaben.

Blechkontrolle mit ZEISS O-INSPECT E-Motor

Die Geometrie des Einzelblechs definiert die Abmessungen der endgültigen Aussparungen im Stator sowie für die Nuten der Magnete im Rotor. Daher ist es entscheidend, diese Merkmale schnell und mit hoher Präzision zu messen. Ideal ist der Einsatz eines ZEISS Multisensor-Messgeräts, das Sensoren wie z.B. eine 2D-Kamera oder einen konfokalen Weißlichtsensor zur Messung der Ebenheit der einzelnen Bleche, beinhaltet. Für ein perfekt konstruiertes und einfach zu montierendes Blechpaket sind die Ebenheit und Gratfreiheit der Einzelbleche Schlüsselfaktoren.

Aufbauvolumenanalyse mit ZEISS LineScan E-Motor

Die Außenabmessungen des Stators sind entscheidend für dessen Montage in das Elektromotorgehäuse. Die Position des Anschlussflansches und der Welle erfordern eine Messung in Relation zur Getriebelage. Es ist wichtig, dass diese Daten schnell und zuverlässig erhoben werden können. Durch den Einsatz von Laser-Triangulationssensoren von ZEISS kann dies realisert werden. Die handgeführte Option spart Programmierzeit und ermöglicht schnelle Messergebnisse – bei größeren Stückzahlen ist ein automatisiertes KMG von ZEISS ideal.

Form und Beschichtungsqualität von Hairpins mit ZEISS DotScan E-Motor

Jeder Hairpin weist eine biegeweiche Struktur auf und ist zudem mit einem empfindlichen Isolationslack beschichtet – Eigenschaften, die eine Herausforderung für eine zuverlässige taktile Messung darstellen. Eine Möglichkeit, die Form des Hairpins und die Dicke der Lackschicht exakt zu messen, besteht in einem automatisierten Koordinatenmessgerät von ZEISS, das über einen optischen Sensor mit konfokalem Weißlicht oder Laser-Triangulation verfügt.

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ZEISS Experten arbeiten praxisnah mit Ihrem Team zusammen, um Ihnen dabei zu helfen vorherzusehen, welche Eigenschaften erfolgsentscheidend sind und welche Technologien diese am effektivsten bewerten. ZEISS Experten sind einzigartig positioniert, um Ihr Team bei der Herstellung von Elektrofahrzeugkomponenten zu unterstützen. Sie werden Ihnen dabei helfen, die richtige Kombination von Technologien und Messgeräten zu entwickeln, die einzigartig auf Ihre Bedürfnisse zugeschnitten ist.