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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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Intelligente Temperaturregelung für E-Autos

Mit dem Energieverbrauch von Elektrofahrzeugen beschäftigt sich ein neues Forschungsvorhaben, an dem neben der Hochschule Esslingen acht weitere deutsche und französische Partner aus Forschung, Entwicklung und Industrie beteiligt sind. In dem Projekt stellen sich die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Frage, wie sich die Energie in den E-Mobilen effektiv einsetzen und intelligent nutzen lässt. Ziel ist es, mit einem so genannten „Innovativen Thermo-Management-System“ (InnoTherMS) den Energieverbrauch der Elektrofahrzeuge um zehn Prozent zu senken. Das Projekt hat einen Gesamtumfang von rund vier Millionen Euro, wovon die Hälfte von den beteiligten Unternehmen bereitgestellt wird.

Drei große Fragestellungen betrachten die Projektbeteiligten

18.05.2020 | nachricht Nachricht

The cold-start dilemma

With hybrid cars and plug-in hybrids, cold starts occur more frequently when the internal combustion engine stops and the electric motor pushes the car through town. How quickly can the catalytic converter be preheated so that it can still clean exhaust gases well? What would be the method of choice? A team of Empa researchers is investigating.

From January to September 2019, almost 17,000 hybrids and plug-in hybrids were redeemed in Switzerland – an increase of 60 percent over the previous year....

27.02.2020 | nachricht Nachricht

Autonomes Fahren: Das hörende Auto der Zukunft

Wer heute ein neues Auto kauft, muss auf Features wie ferngesteuertes Einparken, automatisches Spurhalten oder Müdigkeitserkennung nicht verzichten. Autonome Fahrzeuge werden zukünftig auch über einen Hörsinn verfügen. Forscherinnen und Forscher am Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT in Oldenburg haben erste Prototypen für das Erkennen von Außengeräuschen wie Sirenen entwickelt.

Moderne Fahrzeuge verfügen über zahlreiche Fahrerassistenzsysteme, die den Autofahrer entlasten, ihm etwa beim Einparken helfen oder den toten Winkel...

03.02.2020 | nachricht Nachricht

Innovatives Leichtbaukonzept im Fahrzeugbau für weniger Emissonen

Autos sollen sicherer, komfortabler und leistungsfähiger werden. Mit diesen Ansprüchen steigen auch die Fahrzeuggewichte und der damit verbundene Kraftstoffverbrauch stetig an. Weniger Fahrzeuggewicht ist nicht nur im Hinblick auf steigende Kraftstoffverbrauche, sondern auch mit Blick auf die elektrisch betriebenen Fahrzeuge mit ihren schweren Akkus, eine effektive Maßnahme für mehr Effizienz. Bislang wird der Leichtbau vorwiegend im Karosseriebau umgesetzt.

Im Bereich des Antriebsstranges kam es zu keiner vergleichbaren Gewichtseinsparung. Insbesondere Leichtbauideen, die mit einer Veränderung der Werkstoffe...

13.12.2019 | nachricht Nachricht

Technik, die stärker ist als Schlaglöcher

Ob im Auto oder der digitalen Fabrik: Wenn Sensoren Daten erfassen, müssen diese in Netzwerken übermittelt werden. Entweder über Funk oder über Leitungen. Der Weg per Leitung ist zuverlässiger – Schwachpunkte gibt es aber dort, wo zwei Kabel mit einer Steckverbindung zusammengeführt werden. Die Feinsystemtechniker der TH OWL forschen in einem neuen Projekt daran, Steckverbinder gegen Vibrationen und Hitze abzuhärten.

In fünf bis zehn Jahren fahren autonome Autos auf deutschen Straßen – davon geht Professor Dr. Jian Song aus. Der Leiter des Labors für Feinsystemtechnik an...

15.07.2019 | nachricht Nachricht

Three Autonomous Mini Buses for Karlsruhe

Manufacturer Easymile was awarded the contract for the delivery of three electrically operated mini buses in the project EVA-Shuttle / Project consortium equips vehicles for autonomous operation in Karlsruhe / Test drives on the Test Area Autonomous Driving Baden-Württemberg starting at the beginning of 2020

The Karlsruhe project EVA-Shuttle reaches an important stage in the preparation for the tests of autonomous mini shuttles in public transport in the district...

14.05.2019 | nachricht Nachricht

MXT Lab: Innovationen für das autonome Fahrerlebnis - das Wohnzimmer im Auto

Das Automobil der Zukunft wird viel mehr sein als nur ein Fortbewegungsmittel: Es wandelt sich vom Fahrzeug zum Lebensraum. Im Zeitalter des autonomen Fahrens können sich Passagiere unterwegs entspannen oder arbeiten. Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer-Instituts für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO arbeiten gemeinsam mit McKinsey & Company sowie weiteren Projektpartnern aus verschiedenen Branchen im Rahmen eines neu gegründeten Innovationsnetzwerks an Lösungen für die Mobilität von morgen – von der Idee bis zum Prototyp.

Künftig werden Autos vollautomatisiert unterwegs sein, der Fahrer wird dann zum Passagier – er muss seine Aufmerksamkeit nicht mehr auf den Verkehr richten und...

02.05.2019 | nachricht Nachricht

Virtuelle Menschmodelle ergänzen Crashtest-Dummys

Sehr viele Menschen verunglücken jährlich tödlich bei Verkehrsunfällen. Um die Sicherheit der Fahrzeugpassagiere zu verbessern, werden seit Jahrzehnten Crashtests mit Dummys durchgeführt. Diese Crashtest-Dummys bekommen zunehmend virtuelle Unterstützung: Computermodelle simulieren das Schutzverhalten der Menschen vor einem Aufprall. Auch Forscher des Fraunhofer-Instituts für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut, EMI verwenden bei Crashsimulationen Menschmodelle, die realistischere Aussagen über das Verletzungsrisiko zulassen. In ihrer Studie untersuchen die Forscher den Einfluss der Muskelsteifigkeit auf die Insassenkinematik anhand von Menschmodellen.  

Fahrzeuginsassen bereiten sich instinktiv auf einen Unfall vor, um sich zu schützen: Sie spannen die Muskeln an, stützen sich am Lenkrad ab oder drücken das...

02.05.2019 | nachricht Nachricht

A Jetsons future? Assessing the role of flying cars in sustainable mobility

In the 1960s animated sitcom The Jetsons, George Jetson commutes to work in his family-size flying car, which miraculously transforms into a briefcase at the end of the trip.

A new study of the environmental sustainability impacts of flying cars, formally known as electric vertical takeoff and landing aircraft, or VTOLs, finds that...

10.04.2019 | nachricht Nachricht

Autonomes Fahren: Testfahrten deutlich reduzieren - Autokino für das Fahrzeugradar

Die Sensoren autonomer Fahrzeuge müssen extrem zuverlässig sein, weil Verkehrsteilnehmer künftig nicht mehr permanent auf den Verkehr achten. Bislang werden die Sensoren in aufwendigen Testfahrten geprüft. Dank des neuen ATRIUM-Testgeräts vom Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR aber könnten sich diese Fahrten künftig zu einem großen Teil ins Labor verlagern. Denn ATRIUM gaukelt dem Radarsensor eine künstliche Szenerie vor, die den realen Bedingungen im Straßenverkehr sehr nahe kommt.

Das Auto der Zukunft fährt allein. Man wird sich wie von einem privaten Chauffeur durch die Lande fahren lassen, während man sich unterhält, die Zeitung liest...

01.04.2019 | nachricht Nachricht
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Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Neuartiges Covid-19-Schnelltestverfahren auf Basis innovativer DNA-Polymerasen entwickelt

Eine Forschungskooperation der Universität Konstanz unter Federführung von Professor Dr. Christof Hauck (Fachbereich Biologie) mit Beteiligung des Klinikum Konstanz, eines Konstanzer Diagnostiklabors und des Konstanzer Unternehmens myPOLS Biotec, einer Ausgründung aus der Arbeitsgruppe für Organische Chemie / Zelluläre Chemie der Universität Konstanz, hat ein neuartiges Covid-19-Schnelltestverfahren entwickelt. Dieser Test ermöglicht es, Ergebnisse in der Hälfte der Zeit zu ermitteln – im Vergleich zur klassischen Polymerase-Ketten-Reaktion (PCR).

Die frühe Identifikation von Patienten, die mit dem neuartigen Coronavirus (SARS-CoV-2) infiziert sind, ist zentrale Voraussetzung bei der globalen Bewältigung...

Im Focus: Textilherstellung für Weltraumantennen startet in die Industrialisierungsphase

Im Rahmen des EU-Projekts LEA (Large European Antenna) hat das Fraunhofer-Anwendungszentrum für Textile Faserkeramiken TFK in Münchberg gemeinsam mit den Unternehmen HPS GmbH und Iprotex GmbH & Co. KG ein reflektierendes Metallnetz für Weltraumantennen entwickelt, das ab August 2020 in die Produktion gehen wird.

Beim Stichwort Raumfahrt werden zunächst Assoziationen zu Forschungen auf Mond und Mars sowie zur Beobachtung ferner Galaxien geweckt. Für unseren Alltag sind...

Im Focus: Biotechnologie: Enzym setzt durch Licht neuartige Reaktion in Gang

In lebenden Zellen treiben Enzyme biochemische Stoffwechselprozesse an. Auch in der Biotechnologie sind sie als Katalysatoren gefragt, um zum Beispiel chemische Produkte wie Arzneimittel herzustellen. Forscher haben nun ein Enzym identifiziert, das durch die Beleuchtung mit blauem Licht katalytisch aktiv wird und eine Reaktion in Gang setzt, die in der Enzymatik bisher unbekannt war. Die Studie ist in „Nature Communications“ erschienen.

Enzyme – in jeder lebenden Zelle sind sie die zentralen Antreiber für biochemische Stoffwechselprozesse und machen dort Reaktionen möglich. Genau diese...

Im Focus: Biotechnology: Triggered by light, a novel way to switch on an enzyme

In living cells, enzymes drive biochemical metabolic processes enabling reactions to take place efficiently. It is this very ability which allows them to be used as catalysts in biotechnology, for example to create chemical products such as pharmaceutics. Researchers now identified an enzyme that, when illuminated with blue light, becomes catalytically active and initiates a reaction that was previously unknown in enzymatics. The study was published in "Nature Communications".

Enzymes: they are the central drivers for biochemical metabolic processes in every living cell, enabling reactions to take place efficiently. It is this very...

Im Focus: Innovative Sensornetze aus Satelliten

In Würzburg werden vier Kleinst-Satelliten auf ihren Start vorbereitet. Sie sollen sich in einer Formation bewegen und weltweit erstmals ihre dreidimensionale Anordnung im Orbit selbstständig kontrollieren.

Wenn ein Gegenstand wie der Planet Erde komplett ohne tote Winkel erfasst werden soll, muss man ihn aus verschiedenen Richtungen ansehen und die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

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