Der schwedische Supersportwagen-Hersteller Koenigsegg zeigt den Quark-Elektromotor mit Raxial-Flux-Topologie. Die erste Serienversion liefert bis zu 250 kW Leistung und 600 Nm Drehmoment. Darüber hinaus stellt das Unternehmen eine außergewöhnliche EV-Antriebseinheit vor.

Der Quark-Elektromotor nutzt die so genannte Raxial-Flux-Topologie – eine Kombination aus Radialfluss- und Axialfluss-Topologie. Diese Kombination von Radial- und Axialfluss sorgt nach Unternehmensangaben für das beste Verhältnis von Drehmoment zu Leistung und Gewicht in der Branche.

Dragos-Mihai Postariu, der Leiter der Elektromotorenkonstruktion, steht an der Spitze dieser Entwicklung: »Der Quark wurde entwickelt, um den niedrigen Drehzahlbereich des Gemera zu unterstützen, wo er für brutale Beschleunigung gebraucht wird. Der Verbrennungsmotor konzentriert sich dann auf den Hochgeschwindigkeitsbereich. Für die Leistung des Gemera bedeutet dies einen erheblichen Leistungsschub, gefolgt von einem kontinuierlichen Schub auf 400 km/h ohne Drehmoment- oder Leistungsverluste.«

András Székely, Leiter der E-Motor-Entwicklung, erklärt, wie Koenigsegg den Gewichtsnachteil ausgleichen konnte: »Wir haben die Welle im Quark aus 300M-Stahl gefertigt, der im Motorsport und in der Luft- und Raumfahrt verwendet wird. Die Direktkühlung wurde wegen ihrer höheren Kühleffizienz und kompakten Bauweise gewählt. Sogar der Rotor verwendet die bekannte Koenigsegg-Aircore-Hohlkohlefasertechnologie (die derzeit in den Felgen, Lenkrädern, Sitzen usw. von Koenigsegg verwendet wird). Wir haben nicht nur die Anforderungen des Gemera-Antriebsstrangs gemeistert, sondern auch unser Ziel übertroffen, den Quark leichter und kleiner als alle anderen Elektromotoren in dieser Klasse zu machen. Die erste Serienversion wiegt nur 30 kg und liefert bis zu 600 Nm Drehmoment und 250 kW Leistung. Ohne die zusätzlichen Antriebsfunktionen für den Gemera kann der Quark unter 28,5 kg Gewicht fallen.«

Eine der wichtigsten Triebfedern für die Entwicklung des Quark E-Motors war es, das Erbe des Koenigsegg Gemera fortzusetzen und gleichzeitig dem breiteren Markt, einen drehmomentstarken, ultrakompakten E-Motor für Anwendungen wie EV-Antriebe, Luft- und Raumfahrt, VTOL und Marine anbieten zu können. Der Name Quark spielt auf die Quark-Elementarteilchen an, die einzigen Teilchen, die die an allen vier fundamentalen Wechselwirkungen der heutigen Physik beteiligt sind: starke Wechselwirkung, Elektromagnetismus, schwache Wechselwirkung und Gravitation. Da es auch am Magnetismus beteiligt ist, bietet sich der Name Quark für den neuartigen E-Motor an.

Die Einführung des Quark-E-Motors zusammen mit dem kürzlich vorgestellten David-Wechselrichter erlaubte die Entwicklung einer ungewöhnlichen EV-Antriebseinheit: Die Antriebseinheit besteht aus zwei Quark-E-Motoren mit einem David-Inverter und Planetengetrieben. Der Name Terrier wurde gewählt, weil sich laut Koenigsegg sowohl die Hunderasse als auch die Antriebseinheit durch ihr kleines, energisches und furchtloses Auftreten auszeichnen.

Der Terrier übertrifft die heutigen Antriebseinheiten, denn er benötigt nur einen Wechselrichter (statt zwei), da das 6-phasige Inverter-System David jedem Quark-Motor drei Phasen zur Verfügung stellt und so Gewicht, Größe und Komponenten drastisch reduziert. Außerdem kann David aufgrund des flachen Gehäuses des Quarks zwischen zwei Quarks eingefügt werden, um ein quadratisches, superdichtes Gehäuse zu schaffen. Da die Quarks eine enorme Leistung und ein hohes Drehmoment bei angemessenen Drehzahlen liefern, werden nur kleine, hocheffiziente Planetengetriebe mit niedriger Übersetzung an jedem Ausgang benötigt.

Die kompakte Bauweise ermöglicht es, den Terrier direkt mit dem Monocoque oder dem Chassis zu verschrauben. Diese Eigenschaft macht auch zusätzliche Hilfsrahmen oder zusätzliches Gewicht überflüssig.

»Der Quark ist einzigartig mit seinem hohen Wirkungsgrad in Kombination mit seiner klassenbesten Drehmoment/Leistung/Drehzahl/Gewicht-Matrix. Das bedeutet, dass beim Einsatz des Quark in Anwendungen wie Schiffen, Flugzeugen oder VTOL kein Untersetzungsgetriebe erforderlich ist, sondern ein Direktantrieb möglich ist, da die Drehzahl des Motors von Anfang an stimmt«, fügt CEO und Gründer Christian von Koenigsegg hinzu.

»Kleine Motoren mit hoher Drehzahl können ein höheres Verhältnis von Spitzenleistung zu Gewicht aufweisen, benötigen aber in den meisten Anwendungen ein Getriebe, um die gewünschte Ausgangsdrehzahl und das gewünschte Drehmoment zu erreichen. Das führt zu Energieverlusten und erhöht das Gewicht und die Komplexität, um die gleiche Aufgabe zu erfüllen. Jeder Größenvorteil geht also verloren. In anderen Fällen, wie bei der Terrier-Anwendung, kann die Größe und Komplexität des Getriebes im Vergleich zu Motoren mit höherer Drehzahl und geringerem Drehmoment reduziert werden, was ebenfalls ein großer Gewinn ist. Ich denke, wir versuchen, den optimalen Mittelweg zu finden.«

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