Simulation und Integration von Elektromotoren

Schnelle Antworten für Auslegung und Beschaffung

Egal ob Kaufteil oder Eigenentwicklung – erfahren Sie, wie Sie Motoren und Generatoren sowie die Produkte, in denen sie stecken, zielgerichtet und schnell optimieren.

Elektromotoren und Generatoren stellen besondere Anforderungen an die Entwickler

Elektromotoren sind zentrale Bestandteile vieler technischer Produkte – von industriellen Maschinen über Fahrzeuge bis hin zu Haushaltsgeräten. Je nach Unternehmensfokus stehen Entwickler vor unterschiedlichen Herausforderungen: Wer eigene Motoren entwickelt, möchte diese möglichst effizient, robust und leistungsfähig gestalten. Viele Unternehmen integrieren jedoch zugekaufte Motoren in ihre eigenen komplexen Systeme und müssen sicherstellen, dass diese optimal mit dem Gesamtsystem harmonieren. In beiden Fällen ist klar: Der Motor kann nicht isoliert betrachtet werden – seine Leistung, sein thermisches Verhalten, Geräusch- & Vibrationsentwicklung sowie die zugehörige Steuerung stehen immer im Kontext des Gesamtsystems.

Die Auswahl oder der Austausch eines Motors sind daher in der Praxis alles andere als trivial. Denn neben klassischen Spezifikationen wie Drehmoment, Drehzahl oder Wirkungsgrad spielen viele weitere Faktoren eine Rolle, die klassischerweise nicht direkt im Datenblatt erkennbar sind. Dazu zählen etwa das thermische Verhalten, bei speziell der Bauraum eine Rolle spielt, oder spezifische Anforderungen an Regelverhalten, Geräuschentwicklung und EMV. Hinzu kommt: Unternehmen müssen nicht selten zwischen mehreren Varianten, Lieferanten oder Motortypen entscheiden, was zusätzliche betriebswirtschaftliche und strategische Überlegungen beinhaltet – und das oft mit begrenzter Datenlage oder unter erheblichem Zeitdruck.

Verschärft wird diese Situation durch die zunehmend instabilen Rahmenbedingungen in der globalen Beschaffung. Lieferengpässe, Rohstoffverknappung, Preissprünge oder Produktabkündigungen zwingen viele Unternehmen dazu, bewährte Motorlösungen kurzfristig zu ersetzen oder neu zu bewerten. Auch strategische Überlegungen wie die Reduktion von Lieferantenabhängigkeit oder die Ausrichtung auf nachhaltige Lieferketten beeinflussen die Motorauswahl. So wird aus einer technischen Entscheidung schnell ein komplexer Prozess mit Auswirkungen auf Qualität, Projektlaufzeit und Kosten.

Kennen Sie alle Aspekte der Elektromotoren-Entwicklung und -Integration?

Multiphysikalische Simulation

Multiphysikalische Simulation

Eine rein elektrische bzw. elektromagnetische Betrachtung greift zu kurz. Zur Optimierung der Motorenauswahl zählt neben Vibration und Betriebsgeräusch vor allem die Temperaturentwicklung der E-Maschine
Schnell auf Anfragen reagieren

Schnell auf Anfragen reagieren

Vertrieb und Engineering können mit Simulationen schnell Varianten untersuchen, ohne auf den OEM-Motorenhersteller angewiesen zu sein
komplexe Lieferketten und steigende Rohstoffpreise

komplexe Lieferketten und steigende Rohstoffpreise

Alternative Motorenkonzepte helfen, teure Rohstoffe und Sonderteile zu reduzieren oder auf lokale und alternative Lieferanten zu wechseln. Die schafft Raum für die strategische Beschaffung wichtiger Komponenten.
Vollständiges Systemabbild

Vollständiges Systemabbild

Eine schnelle Bewertung der Motorencharakteristik verbunden mit genauer Multiphysik-Simulation liefert Ihnen ein vollständiges Systemabbild, an dem sie alle wichtigen Produkteigenschaften analysieren können

Ganzheitlicher Blick auf Elektromotoren und Generatoren

Damit Unternehmen fundierte Entscheidungen rund um die Entwicklung und Integration von Elektromotoren treffen können, braucht es mehr als reine Produktauswahl. Technische Komplexität, dynamische Anforderungen und volatile Lieferketten stellen Entwickler und Entscheider gleichermaßen vor neue Herausforderungen.
Die folgenden drei Anwendungsfelder zeigen, wie Simulation konkret unterstützt

  1. Als schnelle Entscheidungshilfe für die Motorenentwicklung und -auswahl
  2. Bei der ganzheitlichen Bewertung von Motorenkonzepten
  3. Wenn es darum geht, Beschaffungsprozesse und Lieferketten flexibler zu gestalten

Entscheidungshilfe für die Motorenentwicklung und -auswahl

Die Anforderungen an Elektromotoren sind vielfältig – und meist ändern sie sich schneller als gedacht. Ob im Entwicklungsprozess oder bei der Integration von Zukaufmotoren: Unternehmen stehen regelmäßig vor der Frage, welcher Motortyp technisch, wirtschaftlich und langfristig am besten geeignet ist. Genau hier liefert Simulation wertvolle Unterstützung. Sie schafft eine belastbare Entscheidungsgrundlage, um Varianten objektiv zu vergleichen, kritische Betriebszustände frühzeitig zu erkennen und gezielt auf individuelle Lastprofile, Einbaubedingungen oder Systemanforderungen einzugehen.

Spezialisierte Simulationstools erlauben es schon in frühen Konzeptphasen, unterschiedliche Motorenvarianten schnell zu analysieren und gegenüberzustellen – ohne dass dafür detaillierte CAD-Modelle oder physische Prototypen nötig sind. Dies schließt die Lücken, die Diagramme und Datenblätter teilweise offen lassen: So verkürzen Sie Iterationszyklen, beschleunigen die Entscheidungsfindung und fördern eine deutlich fundiertere Variantenwahl. Späten Konstruktionsänderungen inkl. den damit verbundenen Kosten kann so von Anfang an entgegengewirkt werden und von den effizienteren Auswahlprozessen und sinkenden Entwicklungskosten profitiert das gesamte Unternehmen.

Motor-CAD ist ein Tool, das speziell für die E-Motoren-Simulation entwickelt und optimiert wurde.

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Motorenkonzepte ganzheitlich bewerten

Ein Elektromotor beeinflusst weit mehr als nur die Antriebsleistung. Für eine wirklich fundierte Bewertung reicht es daher nicht, lediglich elektrische Kenngrößen wie Drehmoment oder Wirkungsgrad zu betrachten. Stattdessen ist eine multiphysikalische Betrachtung notwendig, die thermische, mechanische und elektromagnetische Aspekte gleichermaßen berücksichtigt – inklusive der zunehmend relevanten NVH-Eigenschaften (Noise, Vibration, Harshness).

Mit modernen Multiphysiksimulationen lassen sich komplette Motorenkonzepte umfassend analysieren: von der Temperaturverteilung im Dauerbetrieb über die Strukturbelastung bei hohen Drehzahlen bis hin zu akustischen Effekten im Gesamtsystem. Auch Effizienzanalysen über verschiedene Betriebspunkte hinweg sind problemlos möglich – beispielsweise zur Generierung von Wirkungsgradkennfeldern oder zur Bewertung des Energieverbrauchs im realen Lastzyklus.

Ein weiterer Vorteil: Die Ergebnisse aus der E-Motor-Simulation stehen als belastbare Grundlage auch für nachgelagerte oder detailliertere Simulationen zur Verfügung – etwa für CFD-Analysen, Systemsimulationen oder thermische Auslegungen auf Komponentenebene. So kann nicht nur die Performance optimiert, sondern auch die Zuverlässigkeit und Lebensdauer des Motors gezielt abgesichert werden – noch bevor der erste Prototyp entsteht.

Beschaffungsprozesse und Lieferketten flexibler gestalten

Globale Lieferketten haben sich in den letzten Jahren vermehrt als Flaschenhals dargestellt. Dies hat vielen Unternehmen gezeigt, dass die Auswahl und Bewertung von Elektromotoren längst nicht mehr allein von technischen Kriterien abhängt. Engpässe bei kritischen Komponenten, steigende Rohstoffpreise und geopolitische Spannungen erfordern flexible, belastbare Beschaffungsstrategien – und oft auch kurzfristige Entscheidungen über alternative Lieferanten oder neue Motortypen.

Simulation hilft Unternehmen, in dieser komplexen Gemengelage handlungsfähig zu bleiben: Durch den gezielten Vergleich von Motorvarianten – sei es aufgrund eines Lieferantenwechsels, zur Vorbereitung von Nearshoring-Initiativen, oder zur Senkung des Rohstoffverbrauchs und der Gesamtkosten – können technische Eignung, thermische Belastung oder Wirkungsgradpotenziale ebenso frühzeitig geprüft und bewertet werden, wie Kosten und Materialeinsatz. Das reduziert nicht nur das Risiko kostspieliger Fehlentscheidungen, sondern schafft auch Spielraum für nachhaltigere und wirtschaftlich sinnvollere Lösungen.

Gleichzeitig unterstützt die Simulation eine strukturierte Lieferantenauswahl: Statt sich allein auf Datenblätter oder Lieferantenaussagen zu verlassen, können Unternehmen fundiert prüfen, wie gut alternative Komponenten wirklich zu den eigenen Systemen und Einsatzbedingungen passen. So entsteht eine flexible, belastbare Entscheidungsgrundlage, die sowohl technische Risiken reduziert als auch langfristige Beschaffungskosten optimiert – ganz im Sinne einer zukunftsfähigen, resilienten Beschaffungsstrategie.

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Schnell auf sich ändernde Spezifikationen bei E-Motoren und Komponenten reagieren

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Lieferant weg, Rohstoffe zu teuer – was nun? Wir zeigen Ihnen Möglichkeiten, bei der Integration von Elektromotoren schnell auf neue Bedingungen bei Beschaffung und Spezifikation zu reagieren. Vereinen Sie Versorgungssicherheit, Kosten und Leistung/Qualität, damit es gar nicht erst zu Auswirkungen auf Ihren Betrieb kommt.

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Produkte für die Elektroniksimulation

Häufige Fragen rund um die Simulation von E-Maschinen, Elektromotoren und Generatoren

Sie möchten bei der Entwicklung ihrer Produkte den nächsten Schritt gehen? Hier beantworten wir die häufigsten Fragen rund um die Simulation elektrischer Antriebe.

Wie kann ich verschiedene Motorvarianten schnell vergleichen, ohne physische Prototypen zu bauen?

Durch simulationsgestützte Variantenvergleiche lassen sich unterschiedliche Motorkonzepte bereits in der Konzeptphase effizient gegenüberstellen. Ob Wicklungsauslegung, Gehäusegeometrie oder Kühlkonzept – spezialisierte Tools ermöglichen schnelle, belastbare Analysen ohne Fertigungskosten oder lange Entwicklungszeiten und ohne eine vollständig auskonstruierte 3D-Geometrie.

Kann ich auch Zukaufmotoren simulieren, obwohl ich diese nicht selbst konstruiert habe?

Ja – auch bei Zukaufmotoren ist eine Simulation möglich, sofern grundlegende Kenndaten oder geometrische Informationen vorliegen. Damit lassen sich etwa thermische Belastung, Einbausituation oder Regelverhalten im System frühzeitig prüfen – ideal für Integratoren oder Systementwickler.

Wie hilft mir Simulation bei der Auswahl des effizientesten Motors für meinen Lastzyklus?

Simulationen ermöglichen die Erstellung von Wirkungsgradkennfeldern und die Analyse des Verhaltens unter realen Lastprofilen. So kann gezielt der Motor identifiziert werden, der im spezifischen Betriebspunkt das beste Verhältnis aus Leistung und Energieeffizienz bietet.

Welche Risiken kann ich mit Simulation frühzeitig erkennen und absichern?

Simulation deckt mögliche Schwachstellen früh auf – zum Beispiel thermische Überlastung, unzureichende Kühlung, mechanische Spannungen oder NVH-Probleme. Das senkt das Risiko von späten Designänderungen, Prototypenfehlern oder Qualitätsproblemen im späteren Betrieb.

Wie unterstützt Simulation meine Beschaffungsstrategie – z. B. bei Lieferantenauswahl oder Motorwechseln?

Mit Simulation lassen sich alternative Motoren technisch fundiert bewerten – unabhängig von Herstellerangaben. So können Einkauf und Supply-Chain-Management objektiv vergleichen, ob ein Motor bei veränderten Lieferbedingungen, Nearshoring oder Preisvorgaben wirklich geeignet ist.

Können die Ergebnisse der Elektromotor-Simulation in andere Simulationen übernommen werden?

Ja – die Ergebnisse aus der Motorauslegung lassen sich direkt in weiterführende Simulationen überführen. Dazu gehören unter anderem detaillierte elektromagnetische Analysen, etwa zur Berechnung von Verlusten, Induktivitäten oder Magnetisierungsverhalten mit höherer räumlicher Auflösung. Zusätzlich können thermische Daten für CFD-Simulationen, mechanische Belastungen für Strukturuntersuchungen oder Kennfelder für Systemsimulationen genutzt werden. So entsteht eine konsistente, durchgängige Datenbasis, die Iterationen reduziert und die Qualität der Gesamtentwicklung nachhaltig verbessert.

Potenziale erkennen und nutzen!

Was ist der richtige Weg, um Ihre Herausforderungen anzugehen? Software ist nicht alles, es kommt auch auf richtige Implementierung, Prozesse und Ausbildung an! Nachhaltige Verbesserungen brauchen starke Partnerschaften, daher stehen wir Ihnen zur Seite mit Expertise, Best-In-Class-Technologien und dem Verständnis für die Anforderungen des Mittelstands.

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