Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Zuverlässige Systeme für die Elektroautos der Zukunft

22.08.2011
Die Effizienz, Sicherheit und Robustheit elektrischer Systeme wird für Autohersteller immer wichtiger. Dies gilt für Automobile mit Verbrennungsmotor, vor allem aber für die reinen Elektromobile, an denen die Industrie mit Hochdruck arbeitet.

Das Fachgebiet Fahrzeugsysteme und Grundlagen der Elektrotechnik der Universität Kassel arbeitet derzeit im Rahmen des vom Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie geförderten Forschungsprojekts „Prädem“ gemeinsam mit Volkswagen und der TU Ilmenau an der Zukunft der Elektromobilität.


Bordnetzprüfstand
Fachgebiet Fahrzeugsysteme / Universität Kassel

Der Erfolg künftiger Fahrzeuge am Markt wird unter anderem von seiner Zuverlässigkeit und Wartungsfreundlichkeit abhängen. Deshalb entwickeln und testen die Kasseler Wissenschaftler seit einem Jahr ein Diagnosesystem, wie es sie für Verbrennungsmotoren schon lange gibt. „Es geht darum, frühzeitig zu erkennen, ob eine elektrische Antriebsmaschine Probleme hat“, sagt Prof. Dr. Ludwig Brabetz, der Leiter des Fachgebiets. Ziel sei ein System, das die Werkstätten leicht bedienen und auswerten können. Zur Finanzierung der Forschungsarbeiten an der Universität Kassel stehen hierfür 1,6 Millionen Euro Projektmittel bereit.

Die Zahl der elektrischen Komponenten steigt auch in Autos mit Benzin- oder Dieselmotor seit Jahren an. Beispielsweise ist die bisher hydraulisch gesteuerte Lenkung in vielen Fahrzeugen schon durch eine elektrisch betriebene ersetzt worden. „Elektrische Systeme sind einfach besser zu regeln als hydraulische“, erklärt Brabetz, „und sie haben oft einen höheren Wirkungsgrad.“ Da die elektrischen Systeme nicht an den Motor gekoppelt sind und nur bei Bedarf Leistung aufnehmen, helfen sie schon heute, den Spritverbrauch eines Autos zu senken. Die steigende Zahl elektrisch betriebener Aggregate ist allerdings auf das reibungslose Funktionieren ausgefeilter Bordnetze angewiesen, also auf das zuverlässige Zusammenspiel untereinander vernetzter Steuergeräte, Regler, Wandler oder Sensoren.

Doch der Zuwachs an Elektrik hat Folgen. Ein modernes Auto benötige im normalen Fahrbetrieb 600 Watt elektrische Leistung, sagt Brabetz. Im Extremfall, wenn viele Verbraucher gleichzeitig Strom benötigten, könnten es kurzfristig auch einige Kilowatt sein. Höhere Leistung aber sorgt für höhere Temperaturen in den Stromkabeln. Es kann zu plötzlichen Spannungsabfällen kommen, wenn Generator und Batterie nicht genügend elektrische Leistung liefern. Um diese steigenden Anforderungen zu erfüllen, arbeitet das Laborteam des Fachgebiets an einer maßgeschneiderten Verteilung der Energie im Bordnetz für jedes Fahrzeugmodell. „Mit einer intelligenten Regelung des Systems und einer optimalen Topologie der Verkabelung lassen sich Energie und Kosten sparen“, sagt der Physiker, der viele Jahre als Entwickler in der Automobilindustrie tätig war. Momentan „dimensionieren die Hersteller im Zweifelsfall ihr Bordnetz eher etwas größer als nötig, um auf der sicheren Seite zu sein“, erklärt Brabetz.

Mit dem Schritt hin zum reinen Elektromobil werden die Anforderungen an Robustheit und Sicherheit des Bordnetzes nun noch höher, betont der Kasseler Forscher. Denn dieses müsse mit deutlich höheren Strömen und Spannungen klarkommen als das Netz eines Autos mit Verbrennungsmotor. Außerdem werde der Stromverbrauch der elektrischen Komponenten mitentscheidend für den Erfolg eines Elektromobils am Markt sein. Denn wenn das Bordnetz zu viel elektrische Energie schluckt, geht das auf Kosten des Aktionsradius. Ein Kilowatt mehr Strombedarf im Netz könne, je nach Fahrzeug, etwa sechs Prozent Verlust an Reichweite bedeuten, sagt Brabetz. Ein ausgeklügeltes, gut geregeltes elektrisches System zum Antrieb der Aggregate helfe daher, die Energieeffizienz und damit auch Reichweite und Marktchancen eines Elektroautos zu steigern.

Solar World Congress 2011
Das Forschungsprojekt „Prädem“ unterstreicht die breite Kompetenz der Uni Kassel auf dem Feld der zukünftigen Energieversorgung. Die Universität richtet in diesem Jahr den Solar World Congress aus. Der Solar World Congress ist weltweit der größte Wissenschaftskongress im Bereich Solarenergie und –architektur. Hauptthemen der Veranstaltung vom 28. August bis 2. September in Kassel sind solares Heizen und Kühlen, Solararchitektur, regenerative Stromversorgung, regenerative Energieressourcen sowie regenerative Energien und Gesellschaft. Ausrichter ist die Universität Kassel in Kooperation mit der International Solar Energy Society (ISES).

Dr. Guido Rijkhoek | idw
Weitere Informationen:
http://www.swc2011.org
http://www.uni-kassel.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Automotive:

nachricht Mobilität von Morgen: Wie wir uns in Zukunft von A nach B bewegen
07.09.2017 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT

nachricht Verbesserte Leistung dank halbiertem Gewicht
24.07.2017 | Technische Universität Chemnitz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Automotive >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie