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Gute Aussichten für Elektromobilität: RWTH-Wissenschaftler entwickeln bezahlbares und zuverlässiges Gesamtsystem

15.01.2010
"Will man Elektrofahrzeugen zum Durchbruch verhelfen, reicht es nicht aus, einzelne Komponenten zu entwickeln. Die Herausforderung besteht vielmehr darin, zuverlässige und bezahlbare Gesamtsysteme zu entwickeln." Professor Rik W. De Doncker, Direktor des E.ON Energy Research Centers (E.ON ERC) und des Instituts für Stromrichtertechnik und elektrische Antriebe (ISEA) zeigte sich auf dem Kolloquium Elektromobilität davon überzeugt, dass elektrisch angetriebene Fahrzeuge eine große Zukunft haben.

Hochrangige Experten aus Wirtschaft und Wissenschaft trafen sich am 15. Januar zu diesem Kolloquium im SuperC der RWTH, um zu hören und zu diskutieren, was Antriebs- und Batterieentwickler, Wirtschaftswissenschaftler, Netzexperten und die Energiewirtschaft beim Thema Elektromobilität zu bieten haben und welche Möglichkeiten gesehen werden, die breite Markteinführung dieser umweltschonenden automobilen Antriebstechnik zu forcieren.

Konzepte für moderne Elektrofahrzeuge standen im Fokus des Einführungsreferats von Professor De Doncker. Die meisten der für die Elektromobilität notwendigen Komponenten wie Umrichter, Ladegeräte und auch leistungsstarke Batterien werden, so der Ingenieurwissenschaftler, seit Jahren erfolgreich eingesetzt und stetig weiterentwickelt. Nun gehe es vor allem darum, sich stärker als bisher auf den Systemgedanken zu konzentrieren. Dazu gehöre ganz sicher die enge Verzahnung der weiteren Entwicklungsarbeit mit den Erkenntnissen anderer Fachgebiete aus der Elektrotechnik und weit darüber hinaus, aber auch mit den Unternehmen der Automobil- und Energiewirtschaft. Deutlich wurde im Verlauf des Vortrags auch, dass De Doncker und seine Mitarbeiter am Institut für Stromrichtertechnik und elektrische Antriebe (ISEA) schon seit vielen Jahren praktische Erfahrungen mit Elektrofahrzeugen sammeln. Zurzeit gehören zwei Elektroautos und zwei E-Roller zum Fahrzeugpark des Hochschulinstituts. In der aktuellen Forschung ist das ISEA an namhaften Verbundprojekten, unter anderem am BMBF-Projekt ePerformance, am BMWi-Projekt Europahybrid und am RWTH-Projekt StreetScooter in zentraler Rolle beteiligt. Darüber hinaus erarbeitet das Institut in enger Kooperation mit dem Institute for Future Energy Needs an Behavior (Professor Reinhard Madlener) des E.ON ERC Geschäftsmodelle für den Bereich Elektromobilität.

Nach Ansicht des Wirtschaftswissenschaftlers Professor Reinhard Madlener vom E.ON ERC bietet die Elektromobilität zahlreiche Vorteile, die sie zu einem Schlüsselelement zukünftiger Energie- und Transportszenarien machen. Um die zweifellos vorhandenen Potenziale ausschöpfen zu können, müssten, so Madlener in seinem Vortrag, neben zahlreichen technischen, ökonomischen und rechtlichen Hindernissen vor allem die Bedenken der Konsumenten überwunden werden. Madlener sieht im Konzept des Plug-in Hybrid Electric Vehicle, das neben einem Elektro- auch einen Verbrennungsmotor besitzt und an jeder Steckdose aufgeladen werden kann, eine kurzfristig umzusetzende Lösung. Zudem verbinde ein solches Fahrzeug bereits heute die Vorteile reiner Elektrofahrzeuge mit der praktisch uneingeschränkten Reichweite konventioneller Fahrzeuge und könne daher den Weg zu einer langfristig vollständigen Elektromobilität ebnen.

Die Sicht des Energieversorgers verdeutlichte Dr. Jürgen Kruhl von der E.ON Energie AG, München. Für ihn liegen die wesentlichen Herausforderungen in der Verfügbarkeit und Technologie der Ladeinfrastruktur sowie in der Begrenzung der Kosten zukünftiger Elektrofahrzeuge. "Die Menschen wollen sicher sein, dass das teuer erworbene Fahrzeug auch "überall" aufgeladen werden kann." Dabei konzentriere sich das Interesse der Energieversorger keineswegs auf den Verkauf zusätzlicher Strommengen, es gehe vielmehr darum, Dienstleistungen rund um den "neuen Verbraucher Auto" zu gestalten und attraktive Produkte zu entwickeln. Dazu seien etablierte Standards auf Fahrzeug- und Netzseite unabdingbar. Aus der Sicht des Energieversorgers müsse der technische Schwerpunkt der Entwicklung auf der zeitlichen Steuerung des Ladevorgangs liegen. Dann könnten Fahrzeugbatterien einen wesentlichen Beitrag zur Integration "überschüssiger" erneuerbarer Energien und damit zur Stabilisierung der Stromversorgungsnetze liefern. Entscheidend sei daher eine frühzeitige Zusammenarbeit zwischen Automobilherstellern und Energieversorgern an der technischen Schnittstelle zwischen Fahrzeug und Netz.

Neben den angesprochen Problemfeldern wurden im Verlauf des Kolloquiums auch technische Lösungen und Lösungsansätze zu speziellen Fragestellungen und Projekten der Elektromobilität angesprochen. Beispielsweise ging es um Konzepte für bidirektionale Ladegeräte, Professor Dirk Uwe Sauer referierte zur Technologie und zur Auslegung von Batteriesystemen, die Auslegung eines Antriebsstrangs für Hybridfahrzeuge im Rahmen des Europahybrid-Projektes war ebenfalls ein Thema, und auch das fakultätsübergreifend entwickelte modulare Fahrzeugkonzept der RWTH, der StreetScooter, wurde eingehend vorgestellt.

Kontakt: press-office@eonerc.rwth-aachen.de; hier sind auch Hintergrundinformationen zu den angesprochenen Themen erhältlich

Das E.ON Energy Research Center
Das E.ON Energy Research Center der RWTH Aachen ist das Ergebnis einer Public Private Partnership aus Wirtschaft und Wissenschaft. Zwei "Big Player" arbeiten hier auf Augenhöhe zusammen. Die E.ON AG als einer der größten Energiekonzerne Europas hat sich mit der weit über die nationalen Grenzen hinaus renommierten Aachener Hochschule verbündet, um ein in dieser Form einmaliges Projekt zu realisieren.

Energieforschung darf sich nicht allein auf Lösungen einzelner technischer Probleme konzentrieren. Notwendig sind vielmehr umfassende interdisziplinäre Ansätze und Untersuchungen zu komplexen Problemstellungen. Dementsprechend sind die Professuren des E.ON Energy Research Centers über die vier Fakultäten Elektrotechnik und Informationstechnik, Wirtschaftswissenschaften, Maschinenbau sowie Georessourcen und Materialtechnik verteilt. Abgesehen von dieser formalen Aufteilung auf die genannten Fakultäten mit entsprechenden Lehrveranstaltungen steht in diesem Zentrum die internationale, interdisziplinäre, fakultätsübergreifende wissenschaftliche Zusammenarbeit im Vordergrund der Forschungsaktivitäten.

An der Spitze des E.ON Energy Research Centers steht Professor Rik W. De Doncker, der gleichzeitig das Forschungsgebiet "Power Generation and Storage Systems" leitet. Die fünf Forschungsinstitute stehen gleichrangig nebeneinander und verfügen jeweils über eigenes wissenschaftliches und nichtwissenschaftliches Personal. Der Bereich "Applied Geophysics and Geothermal Energy" wird von Professor Christoph Clauser geführt; für das Fachgebiet "Future Energy Consumer Needs and Behavior" zeichnet Professor Reinhard Madlener verantwortlich. Professor Dirk Müller untersucht Problemstellungen im Bereich "Energy Efficient Buildings and Indoor Climate" und Professor Antonello Monti im Bereich "Automation of Complex Power Systems".

Das Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe
Die Themenfelder Leistungselektronik, elektrische Antriebe, Hochleistungshalbleiter und elektrochemische Speichersysteme stehen seit der 1965 erfolgten Gründung des Instituts für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe (ISEA) im Fokus von Forschung und Lehre. Das Institut wird geleitet von Prof. Rik W. De Doncker. Prof. Dirk Uwe Sauer leitet sämtliche Forschungs- und Lehraktivitäten im Bereich der elektrochemischen Energiewandlungs- und Speichersysteme. Zurzeit arbeiten insgesamt 44 Assistenten an zahlreichen unterschiedlichen Projekten, die über Drittmittel von der Industrie oder aus öffentlichen Mitteln, z. B. der Europäischen Union oder der deutschen Forschungsgemeinschaft, finanziert werden.
Da sich das ISEA schon seit der Gründung des Instituts intensiv mit den Themen Leistungselektronik, Batterien, Antriebe und Steuerungselektronik auseinandersetzt, entwickelte sich die Elektromobilität hier schon früh zu einem wichtigen Forschungsthema. Das ISEA ist an namhaften Verbundprojekten, wie dem BMBF-Projekt ePerformance, dem BMWi-Projekt Europahybrid und dem RWTH-Projekt StreetScooter in zentraler Rolle beteiligt und erarbeitet in Kooperation mit dem Institute for Future Energy Consumer Needs and Behavior (Prof. Madlener) am E.ON Energy Research Center (E.ON ERC) Geschäftsmodelle für den Bereich der Elektromobilität. Darüber hinaus kooperiert das Institut mit einer großen Anzahl industrieller Partner und bietet seinen Kunden umfassende Forschung und Beratung im gesamten Feld der Elektromobilität. Zentrale Fragestellungen sind die Auslegung und Optimierung des gesamten elektrischen Antriebsstrangs sowie der Energiespeicher, Ladegeräte und Hilfsaggregate für verschiedenste Fahrzeuge.

Bei der FGLA e.V. handelt es sich um die Forschungsgemeinschaft Leistungselektronik und Elektrische Antriebe e. V.

Thomas von Salzen | idw
Weitere Informationen:
http://www.rwth-aachen.de

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