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Elektrofahrzeuge

Beispiele für Antriebe mit effektivem Wirkungsgrad im Bereich Strom sind die Brennstoffzelle und der Elektromotor. Elektrofahrzeuge werden voraussichtlich den Verbrennungsmotoren den Rang ablaufen. Brennstoffzelle, Elektromotor und Elektrofahrzeuge sind die innovativen Technologien, die unsere mobile Zukunft mitbestimmen werden. Elektrofahrzeuge sind der vielversprechendste zu erschließende Markt.

Brennstoffzelle, Elektromotor und Elektrofahrzeuge erleben gerade ihren Durchbruch. In Autos oder Laptops findet die Brennstoffzelle neue Anwendungsbereiche. Die Brennstoffzelle befindet sich, wie die Elektrofahrzeuge, jedoch noch in der Entwicklungsphase, das optimale Potential der Brennstoffzelle ist bei weitem nicht ausgeschöpft. Die Massenproduktion läuft bereits an, wodurch der Brennstoffzelle in weiten Kreisen ein wahrer Boom prognostiziert wird. Auch Elektromotor und Elektrofahrzeuge stehen, wie die Brennstoffzelle, noch am Anfang der Ausschöpfung ihrer Anwendungsmöglichkeiten. Der Grundstein für den Elektromotor, und somit für Elektrofahrzeuge, wurde gelegt, als die Magnetwirkung des Stroms entdeckt wurde. Der aus dieser Entdeckung resultierende spätere Elektromotor wird durch die Lorentzkraft angetrieben, die ein Magnetfeld auf ein anderes ausübt. Mit der Weiterentwicklung von althergebrachten Technologien, wie der Brennstoffzelle und dem Elektromotor, sind heute umweltfreundliche Elektrofahrzeuge auf dem Vormarsch. Noch beherrschen jedoch die Hybridfahrzeuge den Markt im Bereich umweltschonender Autos. Hybridfahrzeuge nutzen Verbrennungsmotor und Elektromotor im Verbund und sind somit abgespeckte Elektrofahrzeuge.

Die Brennstoffzelle

Das Prinzip der Brennstoffzelle basiert auf einem galvanischen Vorgang. Der Aufbau einer Brennstoffzelle ist durch die beiden Elektroden geprägt. Die Energie der Brennstoffzelle entsteht dabei durch das Elektrodenpotential, also der Aufladung von Anode und Kathode. Die Aufladungen bewirken eine Potentialdifferenz in der Brennstoffzelle, die letztendlich in elektrische Arbeit umgewandelt wird. Von ihrer Erfindung bis zum heutigen hochtechnologischen Stand hat die Brennstoffzelle eine erstaunliche Entwicklung durchlaufen. Schon zum jetzigen Zeitpunkt kommt die Brennstoffzelle in vielen unterschiedlichen Bereichen zur Anwendung. Doch die beeindruckende Karriere der Brennstoffzelle ist längst nicht abgeschlossen. Durch die unkomplizierte Handhabung ist der Einsatz für Elektrofahrzeuge der Markt der Zukunft.

Der Elektromotor

Ein Elektromotor ist im Ursprung ein elektromechanischer Wandler. Wie diese Bezeichnung impliziert, vermag der Elektromotor elektrische in mechanische Energie umzuwandeln. Die vom Elektromotor gewonnene mechanische Kraft wird in Bewegung umgesetzt. Als Antrieb kommt der Elektromotor, wie die Brennstoffzelle, schon heute für viele Elektrofahrzeuge in Frage. Doch auch beim Elektromotor befindet sich die Entwicklung als Antrieb für Elektrofahrzeuge noch in vollem Gange. Der erste echte Elektromotor entstand bereits im Jahre 1834. Moderne innovative Technologien stützen sich also heute noch auf Entdeckungen, die vor fast 200 Jahren durch forschende Wissenschaftler gemacht wurden, wie die Beispiele von Brennstoffzelle, Elektromotor und der Elektrofahrzeuge verdeutlichen.

Die Elektrofahrzeuge

Während Elektromotor und Brennstoffzelle ursprünglich in Industriemaschinen Anwendung fanden, sind heute Elektrofahrzeuge die Technologie der Zukunft. Lokomotiven mit Elektromotor standen dabei als erste Elektrofahrzeuge am Anfang der Entwicklung, zum jetzigen Zeitpunkt konzentriert man das Augenmerk auf straßentaugliche Elektrofahrzeuge. Der hohe Wirkungsgrad und der geringe CO2 Ausstoß beim Elektromotor sind die wichtigsten Motivationen bei der modernen Forschung in Richtung Elektrofahrzeuge, mit denen man den aktuellen Energie- und Klimaproblemen begegnen will. Dabei stellt die Energiespeicherung das größte Problem dar, weshalb sich die Wissenschaft der Elektrofahrzeuge auch hauptsächlich auf diesen Aspekt fokussiert. So stecken Elektrofahrzeuge als Hybridmodelle, der Verbindung von Elektromotor und Verbrennungsmotor, heute noch in ihren Kinderschuhen.

Automotive

Die wissenschaftliche Automobilforschung untersucht Bereiche des Automobilbaues inklusive Kfz-Teile und -Zubehör als auch die Umweltrelevanz und Sicherheit der Produkte und Produktionsanlagen sowie Produktionsprozesse.

Der innovations-report bietet Ihnen hierzu interessante Berichte und Artikel, unter anderem zu den Teilbereichen: Automobil-Brennstoffzellen, Hybridtechnik, energiesparende Automobile, Russpartikelfilter, Motortechnik, Bremstechnik, Fahrsicherheit und Assistenzsysteme.

News zu Automotive:

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3D scans for the automotive industry

How does an automotive assembly line have to be retrofitted for a change of model? 3D scanners are an elegant way to find this out. Professor of computer science, Andreas Nüchter, is a specialist for the job.

The variety of car models has increased significantly over the past decades. Take Volkswagen: In 1950, the automaker produced just two model ranges – the...

16.01.2017 | nachricht Nachricht

3D-Scans für die Automobil-Industrie

Wie muss eine Fertigungsstraße in der Automobilproduktion für einen Modellwechsel umgerüstet werden? Das lässt sich elegant mit 3D-Scannern herausfinden. Informatik-Professor Andreas Nüchter ist Spezialist für diese Aufgabe.

Die Vielfalt an Automodellen hat in den vergangenen Jahrzehnten stark zugenommen. Beispiel Marke Volkswagen: Im Jahr 1950 produzierte das Unternehmen gerade...

13.01.2017 | nachricht Nachricht

Jedem Fahrer das passende Fahrzeug

Die Energiewende in der Mobilität umzusetzen, ist eine vielschichtige Aufgabe. Während die Autohersteller sparsamere Verbrennungsmotoren und alternative Antriebssysteme entwickeln, arbeiten Forschungseinrichtungen und Unternehmen daran, die Nutzung der Fahrzeuge effizienter zu gestalten. Ein neuer Datenlogger von Fraunhofer-Forschern erfasst zugleich Fahrzeugdaten von Verbrennungsmotoren, elektrischen Antrieben, externen Sensoren sowie Positionsdaten und ermöglicht es, neue Hybrid- und Elektrofahrzeuge zu entwickeln.

Unsere Mobilität wandelt sich derzeit rasant. Trends wie Elektromobilität, autonomes Fahren und Carsharing ändern unser Fahrverhalten und eröffnen neue...

03.01.2017 | nachricht Nachricht

Improvement of the operating range and increasing of the reliability of integrated circuits

Fast integrated circuits (ICs) are used in many ways in applied electronics. Especially, for hard driven fast or high-power components in the circuit, however, there is often a risk of breakdown, e.g. in oscillator circuits (radar systems, etc.) or “smart power” circuits. At the pn junctions present in all components, the breakdown occurs starting at a critical field strength. The circuit is thus destroyed or becomes unusable. A photodiode-controlled feedback prevents breakdown at pn junctions.
TLB GmbH supports the University of Stuttgart in patenting and marketing its innovation.

Fast integrated circuits (ICs) are used in many ways in applied electronics. Especially, for hard driven fast or high-power components in the circuit, however,...

09.11.2016 | nachricht Nachricht

Informatiker der Saar-Uni verhindern Auto-Fernsteuerung durch Hacker

Ein Oberklasse-Fahrzeug verfügt heute über mehrere Computer. Damit erzeugt es während einer Stunde Fahrt mehrere Gigabyte an Daten. Auch weniger teure Autos strotzen inzwischen vor Informationstechnologie. Durch die zunehmende Vernetzung der einzelnen Komponenten offenbaren sich dabei auch gefährliche Sicherheitslücken. Eine solche haben Informatiker des Kompetenzzentrums für IT-Sicherheit (CISPA) der Saar-Uni und des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) nun geschlossen – mit Hilfe einer Software, die Autohersteller in jedem Auto nachrüsten können.

Um aus der Ferne die Bremsen eines fremden Fahrzeuges bei einer Geschwindigkeit von über 100 Stundenkilometern unschädlich zu machen, genügten dem...

03.11.2016 | nachricht Nachricht

Gewichtseinsparung durch lasergestützte Materialbearbeitung im Automobilbau

Leichtbaukonzepte sind aus der heutigen Fertigungstechnik nicht mehr wegzudenken. Im Karosseriebau kommen aus Gewichtsgründen unter anderem pressgehärtete und ultrahochfeste Vergütungsstähle mit einer Zugfestigkeit von bis zu 2.000 MPa zum Einsatz. Diese Hochleistungsstähle erreichen gegenüber Stählen mit geringerer Festigkeit durch die Verwendbarkeit geringerer Blechstärken nicht nur ein reduziertes Gewicht sondern auch ein gleich gutes oder sogar verbessertes Crashverhalten. Für die Bearbeitung dieser anspruchsvollen Hochleistungswerkstoffe ist die Lasermaterialbearbeitung Mittel der Wahl.

Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT haben gemeinsam mit Projektpartnern aus Wissenschaft und Industrie die Entwicklung in den...

07.10.2016 | nachricht Nachricht

Extrem empfindliche Sensoren sorgen für optimale Sicht

Die Automobilbranche forscht mit Hochdruck an Technologien für automatisiertes Fahren. Ein neues Sensor-System von Fraunhofer-Forschern soll für mehr Sicherheit sorgen.

Es war eine der Schlagzeilen dieses Sommers: Erstmals hat es einen schweren Unfall mit einem selbstfahrenden Elektroauto gegeben. Ein Fahrzeug kollidierte bei...

04.10.2016 | nachricht Nachricht

Vom Virtuellen Prototyp zum Serienmodell

Im Automobilbau sind viele Werkzeuge virtuell: Das Virtual Dimension Center (VDC) gibt in einem neuen Whitepaper einen Überblick über die Anwendungsfelder und Trends dieser Virtuellen Techniken im Automobilbau. Sie kommen in Entwicklung, Produktion, Marketing, Training und Service zum Einsatz und machen physische Prototypen zunehmend überflüssig. Die Hersteller werden künftig noch stärker auf diese Methoden und Werkzeuge setzen.

Die Unternehmen der Automobilindustrie verfügen über eine große Innovationskraft. Neben der Luftfahrt war die Automobilbranche eine der ersten Branchen, in der...

01.09.2016 | nachricht Nachricht

Weniger Gewicht für Elektrofahrzeuge: Fraunhofer LBF entwickelt hybride Leichtbauhinterachse

Gewichtsoptimierung spielt in der Elektromobilität ein große Rolle Das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF hat im Rahmen des EU-Forschungsprojektes „epsilon“ eine Hinterachse mit deutlich reduziertem Gewicht entwickelt. Verglichen mit dem herkömmlichen Metall-Design konnten die Wissenschaftler das Achsgewicht um 37 Prozent senken und damit den Energieverbrauch reduzieren. Darüber hinaus sehen die Forscher bei der Substituierung von Metallbauteilen durch Faserverbundmaterialien die Möglichkeit, mit einer geschickten Auswahl der Faser-Matrix-Eigenschaften die Steifigkeit der Struktur und damit die Fahrdynamik positiv zu beeinflussen.

Mit ihren Batterien legen Elektrofahrzeuge deutlich an Gewicht zu, was die Hersteller vor enorme Herausforderungen stellt. Leichtbau spielt daher als Lösung...

16.08.2016 | nachricht Nachricht

Neue Simulationssoftware für die Automobilindustrie - TriboForm auf der Überholspur

Das Startup TriboForm der University of Twente hat eine neue Simulationssoftware für die Automobilindustrie entwickelt, die bereits von den Automobilherstellern Mercedes-Benz und Volvo für Motorhauben, Autotüren und Kotflügel genutzt wird.

Automobilbranche fährt ab auf die Simulationssoftware eines Spin-Offs der University of Twente. Auch andere Branchen könnten zusteigen

12.08.2016 | nachricht Nachricht
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Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Forscher spinnen künstliche Seide aus Kuhmolke

Ein schwedisch-deutsches Forscherteam hat bei DESY einen zentralen Prozess für die künstliche Produktion von Seide entschlüsselt. Mit Hilfe von intensivem Röntgenlicht konnten die Wissenschaftler beobachten, wie sich kleine Proteinstückchen – sogenannte Fibrillen – zu einem Faden verhaken. Dabei zeigte sich, dass die längsten Proteinfibrillen überraschenderweise als Ausgangsmaterial schlechter geeignet sind als Proteinfibrillen minderer Qualität. Das Team um Dr. Christofer Lendel und Dr. Fredrik Lundell von der Königlich-Technischen Hochschule (KTH) Stockholm stellt seine Ergebnisse in den „Proceedings“ der US-Akademie der Wissenschaften vor.

Seide ist ein begehrtes Material mit vielen erstaunlichen Eigenschaften: Sie ist ultraleicht, belastbarer als manches Metall und kann extrem elastisch sein....

Im Focus: Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultrakalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen der Wissenschaft beantworten zu können und ein Innovationstreiber für alltägliche Anwendungen.

Gemäß dem Einstein’schen Äquivalenzprinzip werden alle Körper, unabhängig von ihren sonstigen Eigenschaften, gleich stark durch die Gravitationskraft...

Im Focus: Quantum optical sensor for the first time tested in space – with a laser system from Berlin

For the first time ever, a cloud of ultra-cold atoms has been successfully created in space on board of a sounding rocket. The MAIUS mission demonstrates that quantum optical sensors can be operated even in harsh environments like space – a prerequi-site for finding answers to the most challenging questions of fundamental physics and an important innovation driver for everyday applications.

According to Albert Einstein's Equivalence Principle, all bodies are accelerated at the same rate by the Earth's gravity, regardless of their properties. This...

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

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Gehirn und Immunsystem beim Schlaganfall – Neueste Erkenntnisse zur Interaktion zweier Supersysteme

24.01.2017 | Veranstaltungen

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

 
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24.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Echoortung - Lernen, den Raum zu hören

24.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

RWI/ISL-Containerumschlag-Index beendet das Jahr 2016 mit Rekordwert

24.01.2017 | Wirtschaft Finanzen