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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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Automatisiertes Fahren: Lenken ohne Grenzen

Projekt OmniSteer startet mit 3,4 Millionen Euro Budget, um urbane Manövrierfähigkeit von Autos zu steigern

Autos steigern die Mobilität ihrer Nutzer. In engen Innenstädten jedoch stoßen sie an die Grenzen der eigenen Manövrierfähigkeit. Etwa für Vielparker wie...

05.02.2016 | nachricht Nachricht

Automated driving: Steering without limits

OmniSteer project to increase automobiles’ urban maneuverability begins with a € 3.4 million budget

Automobiles increase the mobility of their users. However, their maneuverability is pushed to the limit by cramped inner city conditions. Those who need to...

05.02.2016 | nachricht Nachricht

Pioneering joining technology for high performance hybrid automotive parts

Flexible production cell for Hybrid Joining – FlexHyJoin

Aim of the international project FlexHyJoin, funded by the European Union’s program for research and innovation “Horizon 2020”, is the novel development of a...

18.12.2015 | nachricht Nachricht

Schlüsseltechnologie für die nächste E-Fahrzeug-Generation: Antriebsstränge simulieren und prüfen

Auch wenn man es den meisten derzeit auf dem Markt befindlichen Modellen nicht ansieht: Elektrofahrzeuge unterscheiden sich deutlich von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren. Nicht nur die Art der Antriebsmaschine ist anders, sie haben typischerweise auch kompaktere Getriebe, und ihr Antriebsstrang zeigt generell veränderte Trägheits- und Steifigkeitsverhältnisse. Folglich ändert sich auch ihr Schwingverhalten. Da der Markt für Elektrofahrzeuge noch sehr jung ist, verfügt man in der Entwicklung bislang über wenige Erfahrungen zu diesem Thema.

Entscheidend für die erfolgreiche Entwicklung dieser Systeme sind passende Simulationsmodelle und Prototypentests. Im Rahmen des BMBF-geförderten...

19.11.2015 | nachricht Nachricht

Mehr Leichtbau im Fahrwerk

Die Autos von heute sind leistungsstärker, sicherer und komfortabler als frühere Generationen. Sie sind dadurch aber auch schwerer geworden, haben einen höheren Verbrauch und CO2 Ausstoß. Will man beides senken, müssen die Autos gewichtsmäßig abspecken. Gemeinsam mit Partnern aus der Industrie forscht die Fachhochschule Südwestfalen in Iserlohn an einer leichteren Materialalternative für Fahrwerkslenker. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie fördert das Projekt im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM) für die nächsten zwei Jahre.

Das Fahrwerk zählt neben der Karosserie zu den gewichtsstärksten Baugruppen im Auto. Ein Bauteil im Fahrwerk ist der Fahrwerkslenker, der dafür sorgt, dass das...

09.11.2015 | nachricht Nachricht

Direct-drive Linear Switched Reluctance Actuator for Automobile Active Suspension Systems

Researchers in Hong Kong have developed a linear switched reluctance actuator for automobile active suspension system. This system can significantly improve suspension performance and collect suspension energy.

This invention by researchers at The Hong Kong Polytechnic University (HKPolyU) is a linear switched reluctance actuator for automobile active suspension...

27.10.2015 | nachricht Nachricht

Autonomes Auto der Freien Universität Berlin fährt quer durch Mexiko

Ankunft nach 2400 Kilometern in Mexiko-Stadt

Ein an der Freien Universität Berlin entwickeltes autonomes Auto ist ohne ein Eingreifen durch Menschenhand durch Mexiko gefahren. Das Fahrzeug AutoNOMOS...

22.10.2015 | nachricht Nachricht

Fahrzeugantennen leichter anpassen: Tool zur Simulation von Fahrzeugmodellen

Das Auto der Zukunft ist ein kommunizierendes. Es sendet und empfängt permanent Signale, weiß, wo das nächste Hindernis steht und teilt anderen Fahrzeugen die eigene Position mit. Damit es das kann, braucht es auf das jeweilige Fahrzeug exakt abgestimmte Antennen. Ein modernes Auto besitzt mitunter 20 und mehr Antennen, die wenigsten von ihnen sind sichtbar.

An der Hochschule Niederrhein arbeiten Forscher im Rahmen eines vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projekts daran, dass Antennen...

14.10.2015 | nachricht Nachricht

Intelligente Fahrzeuge im Stadtverkehr der Zukunft

Head-up-Display in der Windschutzscheibe, vernetzte Simulationswelten, das taktische Verhalten von Radfahrern und grüne Welle für Lkw: Diese und weitere Technologien präsentiert die Technische Universität München (TUM) bei der Abschlussveranstaltung des Forschungsverbundes "UR:BAN" am 7. Oktober auf der Messe in Düsseldorf.

Immer mehr Menschen zieht es in die Städte, gleichzeitig steigt auch das Bedürfnis, immer mobil sein zu können. Das Verbundprojekt "UR:BAN" arbeitet an...

07.10.2015 | nachricht Nachricht

ACOSAR: Die Verschmelzung von numerischer Simulation und realen Tests wird standardisiert

Ende September startete in Graz das EU-Projekt ACOSAR. Das Projektkonsortium besteht aus führenden europäischen Fahrzeugherstellern, Zulieferern und Forschungseinrichtungen, die gemeinsam an der notwendigen Standardisierung für modulare, verteilte und offene Systementwicklung arbeiten. Das Ziel ist die Entwicklung einer Systemschnittstelle, mit der sich Echtzeitsysteme auch über größere Entfernungen hinweg verbinden und zu einem gemischt virtuell, realen und funktionalen Prototypen zusammenführen lassen. Das Projekt wird vom Grazer Forschungszentrum VIRTUAL VEHICLE geleitet. Als Ergebnis erwartet man sich kostengünstigere Entwicklungsprozesse sowie Möglichkeiten auf neue Geschäftsmodelle.

Strengere Vorschriften der Gesetzgeber (z.B. EURO VI oder „Zero Emission Zonen“), die steigende Bevölkerungszahl in Städten, der boomende asiatische Automarkt...

06.10.2015 | nachricht Nachricht
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Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Messkampagne POLSTRACC: Starker Ozonabbau über der Arktis möglich

Die arktische Stratosphäre war in diesem Winter bisher außergewöhnlich kalt, damit sind alle Voraussetzungen für das Auftreten eines starken Ozonabbaus in den nächsten Wochen gegeben. Diesen Schluss legen erste Ergebnisse der vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) koordinierten Messkampagne POLSTRACC nahe, die seit Ende 2015 in der Arktis läuft. Eine wesentliche Rolle spielen dabei vertikal ausgedehnte polare Stratosphärenwolken, die zuletzt weite Bereiche der Arktis bedeckten: An ihrer Oberfläche finden chemische Reaktionen statt, welche den Ozonabbau beschleunigen. Diese Wolken haben die Klimaforscher nun ungewöhnlicherweise bis in den untersten Bereich der Stratosphäre beobachtet.

„Weite Bereiche der Arktis waren über einen Zeitraum von mehreren Wochen von polaren Stratosphärenwolken zwischen etwa 14 und 26 Kilometern Höhe bedeckt –...

Im Focus: AIDS-Impfstoffproduktion in Algen

Pflanzen und Mikroorganismen werden vielfältig zur Medikamentenproduktion genutzt. Die Produktion solcher Biopharmazeutika in Pflanzen nennt man auch „Molecular Pharming“. Sie ist ein stetig wachsendes Feld der Pflanzenbiotechnologie. Hauptorganismen sind vor allem Hefe und Nutzpflanzen, wie Mais und Kartoffel – Pflanzen mit einem hohen Pflege- und Platzbedarf. Forscher um Prof. Ralph Bock am Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie in Potsdam wollen mit Hilfe von Algen ein ressourcenschonenderes System für die Herstellung von Medikamenten und Impfstoffen verfügbar machen. Die Praxistauglichkeit untersuchten sie an einem potentiellen AIDS-Impfstoff.

Die Produktion von Arzneimitteln in Pflanzen und Mikroorganismen ist nicht neu. Bereits 1982 gelang es, durch den Einsatz gentechnischer Methoden, Bakterien so...

Im Focus: Einzeller mit Durchblick: Wie Bakterien „sehen“

Ein 300 Jahre altes Rätsel der Biologie ist geknackt. Wie eine internationale Forschergruppe aus Deutschland, Großbritannien und Portugal herausgefunden hat, nutzen Cyanobakterien – weltweit vorkommende mikroskopisch kleine Einzeller – das Funktionsprinzip des Linsenauges, um Licht wahrzunehmen und sich darauf zuzubewegen. Der Schlüssel zu des Rätsels Lösung war eine Idee aus Karlsruhe: Jan Gerrit Korvink, Professor am KIT und Leiter des Instituts für Mikrostrukturtechnik (IMT) am KIT, nutzte Siliziumplatten und UV-Licht, um den Brechungsindex der Einzeller zu messen.

 

Im Focus: Production of an AIDS vaccine in algae

Today, plants and microorganisms are heavily used for the production of medicinal products. The production of biopharmaceuticals in plants, also referred to as “Molecular Pharming”, represents a continuously growing field of plant biotechnology. Preferred host organisms include yeast and crop plants, such as maize and potato – plants with high demands. With the help of a special algal strain, the research team of Prof. Ralph Bock at the Max Planck Institute of Molecular Plant Physiology in Potsdam strives to develop a more efficient and resource-saving system for the production of medicines and vaccines. They tested its practicality by synthesizing a component of a potential AIDS vaccine.

The use of plants and microorganisms to produce pharmaceuticals is nothing new. In 1982, bacteria were genetically modified to produce human insulin, a drug...

Im Focus: Weltweit genaueste optische Einzelionen-Uhr

Als erste Forschergruppe weltweit haben Atomuhren-Spezialisten der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) jetzt eine optische Einzelionen-Uhr gebaut, die eine bisher nur theoretisch vorhergesagte Genauigkeit erreicht. Ihre optische Ytterbium-Uhr erreichte eine relative systematische Messunsicherheit von 3 E-18. Die Ergebnisse sind in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht.

Als erste Forschergruppe weltweit haben Atomuhren-Spezialisten der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) jetzt eine optische Einzelionen-Uhr gebaut, die...

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Frauen in der digitalen Arbeitswelt: Gestaltung für die IT-Branche und das Ingenieurswesen

11.02.2016 | Veranstaltungen

Deutsche Gesellschaft für Verhaltensmedizin und Verhaltensmodifikation tagt in Mainz

10.02.2016 | Veranstaltungen

Bericht zur weltweiten Lage der Bestäuber

10.02.2016 | Veranstaltungen

 
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Aktuelle Beiträge

Messkampagne POLSTRACC: Starker Ozonabbau über der Arktis möglich

11.02.2016 | Geowissenschaften

Siliziumchip mit integriertem Laser: Licht aus dem Nanodraht

11.02.2016 | Physik Astronomie

Große Sauerstoffquellen im Erdinneren: Neue Erkenntnisse der Hochdruck- und Hochtemperaturforschung

11.02.2016 | Geowissenschaften