Elektromotor braucht kaum noch teures Kupfer – neue Technik senkt Drahtkosten um 80 Prozent

Ohne Kupfer sähe unsere moderne Welt völlig anders aus. Das rötliche Metall transportiert Strom durch unzählige Leitungen, steckt in Transformatoren und hält Elektromotoren am Laufen. Doch Kupfer hat drei Nachteile: Es ist teuer, schwer und könnte zunehmend knapp werden. Die Internationale Energieagentur IEA warnt: Im Jahr 2035 könnte die weltweite Kupferförderung nur noch drei Viertel des Bedarfs decken.

Nun zeichnet sich ausgerechnet bei Elektromotoren eine Alternative ab: Ein neuer Motor verwendet Aluminium statt Kupfer und senkt dadurch die Kosten für den Wicklungsdraht um mehr als 80 Prozent. Gleichzeitig sinkt dessen Gewicht um über 60 Prozent. Die maximale Leistung und das maximale Drehmoment bleiben nach Herstellerangaben erhalten.

Der US-Automobilzulieferer BorgWarner hat bereits einen ersten Serienauftrag von einem großen chinesischen Autohersteller erhalten. Noch im vierten Quartal 2026 soll die Produktion beginnen. Die Motoren sind zunächst für Hybridfahrzeuge vorgesehen und können dort als Generatoren oder zusätzliche Antriebe arbeiten. Wie viel günstiger der vollständige Motor durch den Materialwechsel wird, lässt das Unternehmen offen.

Elektromotor mit Aluminium statt Kupfer erfordert neue Technik

Im Inneren eines Elektromotors erzeugen stromdurchflossene Wicklungen Magnetfelder, die den Motor antreiben. BorgWarner verwendet dafür eine sogenannte Hairpin-Wicklung. Die Leiter sind ähnlich wie Haarnadeln gebogen und werden an ihren Enden miteinander verbunden. Bisher bestanden solche Wicklungen überwiegend aus Kupfer. Für den neuen Motor setzt der Zulieferer auf Aluminium.

Der Materialwechsel ist technisch anspruchsvoll. Aluminium leitet Strom schlechter als Kupfer und stellt andere Anforderungen an die elektrischen Verbindungen. Deshalb musste BorgWarner die Konstruktion, die Fertigungsverfahren und die Verbindungstechnik anpassen. Nach Unternehmensangaben erreicht der neue Motor damit dieselbe maximale Leistung und dasselbe maximale Drehmoment wie eine vergleichbare Kupferausführung.

Aluminium spart Kosten, bringt aber technische Herausforderungen

Der größte Vorteil liegt beim Materialeinsatz. Aluminium besitzt nur rund ein Drittel der Dichte von Kupfer. Allerdings lässt sich der Gewichtsvorteil nicht ohne Weiteres auf den gesamten Motor übertragen. BorgWarner nennt folgende Eigenschaften seiner neuen Technik:

• Geringere Drahtkosten: Der Hersteller beziffert die Einsparung gegenüber einer vergleichbaren Kupferwicklung auf mehr als 80 Prozent.
• Weniger Gewicht: Die Aluminiumleiter wiegen nach Unternehmensangaben über 60 Prozent weniger als die entsprechende Kupferausführung.
• Unveränderte Spitzenwerte: Maximale Leistung und maximales Drehmoment bleiben laut BorgWarner erhalten.

Wie sich der Materialwechsel auf den Wirkungsgrad auswirkt, geht aus der Mitteilung nicht hervor. Auch konkrete Angaben zu den Herstellungskosten und zum Gesamtgewicht des fertigen Motors fehlen. Zudem benötigt die Aluminiumproduktion große Mengen Strom. Der Rohstoff lässt sich allerdings gut recyceln.

Neue Motoren übernehmen zwei Aufgaben in Hybridautos

Die Technik eignet sich besonders für Hybridfahrzeuge, die einen Verbrennungsmotor mit elektrischen Antriebskomponenten kombinieren. Dabei können Elektromotoren unterschiedliche Aufgaben erfüllen. Als Generator erzeugen sie Strom, als Antriebsmotor unterstützen sie die Fortbewegung des Fahrzeugs.

BorgWarner hat die Aluminiumwicklungen für zwei Anwendungen entwickelt:

• Hybridgeneratoren: Sie wandeln mechanische Energie in elektrische Energie um, die sich beispielsweise zum Laden der Antriebsbatterie nutzen lässt.
• Zusätzliche Elektromotoren: Sie können einzelne Antriebsfunktionen übernehmen und den Verbrennungsmotor elektrisch unterstützen.
• Unterschiedliche Hybridkonzepte: Die Technik lässt sich nach Herstellerangaben an verschiedene Fahrzeugarchitekturen anpassen.

Chinesischer Autobauer setzt erstmals auf neue Aluminiumtechnik

Der Auftrag stammt von einem großen chinesischen Fahrzeughersteller, mit dem BorgWarner seit mehr als 15 Jahren zusammenarbeitet. Bisher umfasste die Partnerschaft verschiedene andere Produktbereiche. Mit der neuen Bestellung erweitert der Zulieferer die Zusammenarbeit erstmals um Elektromotoren mit Aluminiumwicklungen.

Die Produktion der neuen Elektromotoren soll noch im vierten Quartal 2026 beginnen. Wie viele Motoren der chinesische Hersteller bestellt hat und in welchen Fahrzeugmodellen sie zum Einsatz kommen, ist bislang nicht bekannt. Auch zum Auftragswert macht BorgWarner keine Angaben.

Ob sich die geringeren Materialkosten auf die Preise der Hybridfahrzeuge auswirken, bleibt offen. Ebenso fehlen Angaben dazu, wie viel Kupfer sich durch den Einsatz der Aluminiumwicklungen pro Fahrzeug tatsächlich einsparen lässt.

Kurz zusammengefasst:

• Kupfer könnte knapp werden: Das Metall ist teuer und schwer, während der weltweite Bedarf wächst und die Förderung künftig möglicherweise nicht mehr ausreicht.
• Aluminium bietet eine Alternative: Ein neuer Elektromotor von BorgWarner senkt laut Hersteller die Kosten für den Wicklungsdraht um mehr als 80 Prozent und dessen Gewicht um über 60 Prozent, ohne maximale Leistung oder Drehmoment zu verlieren.
• Die Technik kommt bereits in die Produktion: Ein großer chinesischer Autohersteller will die neuen Motoren ab Ende 2026 in Hybridfahrzeugen einsetzen; wie stark dadurch die Gesamtkosten sinken, ist noch offen.

Übrigens: Auch Elektroauto-Batterien könnten künftig günstiger zu reparieren sein. Forscher der TU Graz haben errechnet, dass sich ein reparaturfreundlicher Akku bereits lohnen kann, wenn nach einem Schaden nur acht Prozent der Batteriezellen weiterverwendet werden – mehr dazu in unserem Artikel.

Bild: © BorgWarner