Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Verbesserte Effizienz für die Auto-Elektroantriebe von Morgen

23.07.2013
Welche Hersteller sich auf dem Wachstumsmarkt der Elektromobilität durchsetzen werden, wird auch wesentlich von der Effizienz und den Kosten ihrer Antriebe abhängen.

Wissenschaftler der Universität Kassel entwickeln dafür umfassende Messtechnik und Modelle für das Antriebssystem mit, das Elektromobilen neuen Schub in Sachen Leistungsfähigkeit und Reichweite geben könnte. Ziel ist der Bau von zwei Prototypen.

Elektromobile haben je nach Antriebssystem und Fahrsituation heute einen Wirkungsgrad von bis zu 96 Prozent. „Da gibt es dennoch weiteres Optimierungspotenzial“, sagt Prof. Dr. Ludwig Brabetz, Leiter des Fachgebiets Fahrzeugsysteme und Grundlagen der Elektrotechnik der Universität Kassel. Er arbeitet mit seinem Kollegen Prof. Dr. Marcus Ziegler, Leiter des Fachgebiets Elektrische Maschinen und Antriebe im Forschungsprojekt VerfaS (Verfahrensoptimierung zur Steigerung der Energieeffizienz von Elektrofahrzeugen) mit.

Mit im Boot sind außerdem die Universität Paderborn (Fachgebiet Leistungselektronik und Elektrische Antriebstechnik) und das Volkswagenwerk Baunatal. Das auf drei Jahre bis Ende 2015 angelegte Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft mit 917.000 Euro gefördert.

Ziel von VerfaS ist unter anderem die Systemmodellierung, mit deren Hilfe die Leistungsverluste bei den verschiedenen Komponenten des Elektromotors einschließlich der Leistungselektronik und der Motorregelung minimiert werden und möglichst kompakte, maßgeschneiderte Antriebe zu günstigen Preisen zügig entwickelt werden können. „Die Stellschrauben, an denen wir dabei drehen müssen, kennen wir, aber nicht immer die Wechselwirkungen im Antriebssystem, wenn wir an einigen von ihnen gleichzeitig drehen“, sagt Prof. Ziegler.

Die Leistungsverluste führen zu Wärmeentwicklung an den verschiedenen Komponenten, die elektrische Energie wird also nicht vollständig in den Vortrieb des Fahrzeugs umgesetzt. Die Wärme sorgt für höheren elektrischen Widerstand in den Kabeln und Wicklungen. Außerdem erfordern diese thermischen Prozesse ein Kühlsystem, um die Wärme abzuführen.

Für den Hersteller bedeutet das zusätzliche Kosten. „Die Temperatur sollte während der verschiedenen Betriebszustände möglichst stabil auf einem niedrigen Niveau bleiben. Ideal wäre ein Motor der ohne Kühlsystem auskommt“, sagt Prof. Ziegler. Verbesserungsfähig sind außerdem die Isolierungen der Kabelstränge. Daran arbeitet Prof. Dr. Albert Claudi, Leiter des Fachgebiets Anlagen und Hochspannungstechnik.

Die Reduzierung solcher Schwachstellen birgt momentan noch Hürden, weil es an einem exakten Messverfahren fehlt, das auch geringste Leistungsverbesserungen registrieren kann. „Typischerweise hat man heute ein Prozent Abweichung in der Messgenauigkeit“, sagt Ziegler. Sein Kollege Prof. Brabetz will das durch die Kombination der beiden gängigen Messmethoden ändern. „Wir betreten da technisches Neuland. Unser innovatives Messverfahren könnte beispielsweise die Entwicklungszeit für neue Maschinen verkürzen“, sagt er.

Bei dem einen der heute gängigen Messverfahren wird in Millisekundenschnelle gemessen, was der Motor an elektrischer Energie aufnimmt und was als mechanische Energie wieder herauskommt. Das zweite, die so genannte calorimetrische Messung, registriert mit Hilfe von Sensoren die Wärmeentwicklung im Antriebssystem.

Dieses Verfahren arbeitet allerdings sehr langsam. Prof. Brabetz will es durch neue Messtechnik und Auswerteverfahren beschleunigen. Später wird Prof. Ziegler die von Brabetz experimentell ermittelten Daten für die Simulation und Modellierung des Antriebsstrangs nutzen. Am Ende könnte eine Blaupause für die Konstruktion leistungsfähigerer Auto-Elektroantriebe stehen.

Information und Kontakt:
Prof. Dr. Marcus Ziegler
Universität Kassel
Fachbereich Elektrotechnik/Informatik
Fachgebiet Elektrische Maschinen und Antriebe
Tel. 0561/804-6365
marcus.ziegler@uni-kassel.de
Prof. Dr. Ludwig Brabetz
Fachbereich Elektrotechnik/Informatik
Fachgebiet Fahrzeugsysteme und Grundlagen der Elektrotechnik
Tel. 0561/804-6231

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

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht VL- und VSC-Drehmaschinen von EMAG: Die Bremsscheiben-Produktion auf ein neues Level heben
16.11.2017 | EMAG GmbH & Co. KG

nachricht Auf der Jagd nach dem feinsten Tropfen
09.11.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Im Focus: Pflanzenvielfalt von Wäldern aus der Luft abbilden

Produktivität und Stabilität von Waldökosystemen hängen stark von der funktionalen Vielfalt der Pflanzengemeinschaften ab. UZH-Forschenden gelang es, die Pflanzenvielfalt von Wäldern durch Fernerkundung mit Flugzeugen in verschiedenen Massstäben zu messen und zu kartieren – von einzelnen Bäumen bis hin zu ganzen Artengemeinschaften. Die neue Methode ebnet den Weg, um zukünftig die globale Pflanzendiversität aus der Luft und aus dem All zu überwachen.

Ökologische Studien zeigen, dass die Pflanzenvielfalt zentral ist für das Funktionieren von Ökosys-temen. Wälder mit einer höheren funktionalen Vielfalt –...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

Roboter für ein gesundes Altern: „European Robotics Week 2017“ an der Frankfurt UAS

17.11.2017 | Veranstaltungen

Börse für Zukunftstechnologien – Leichtbautag Stade bringt Unternehmen branchenübergreifend zusammen

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungsnachrichten

IHP präsentiert sich auf der productronica 2017

17.11.2017 | Messenachrichten

Roboter schafft den Salto rückwärts

17.11.2017 | Innovative Produkte