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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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Jedem Fahrer das passende Fahrzeug

Die Energiewende in der Mobilität umzusetzen, ist eine vielschichtige Aufgabe. Während die Autohersteller sparsamere Verbrennungsmotoren und alternative Antriebssysteme entwickeln, arbeiten Forschungseinrichtungen und Unternehmen daran, die Nutzung der Fahrzeuge effizienter zu gestalten. Ein neuer Datenlogger von Fraunhofer-Forschern erfasst zugleich Fahrzeugdaten von Verbrennungsmotoren, elektrischen Antrieben, externen Sensoren sowie Positionsdaten und ermöglicht es, neue Hybrid- und Elektrofahrzeuge zu entwickeln.

Unsere Mobilität wandelt sich derzeit rasant. Trends wie Elektromobilität, autonomes Fahren und Carsharing ändern unser Fahrverhalten und eröffnen neue...

03.01.2017 | nachricht Nachricht

Improvement of the operating range and increasing of the reliability of integrated circuits

Fast integrated circuits (ICs) are used in many ways in applied electronics. Especially, for hard driven fast or high-power components in the circuit, however, there is often a risk of breakdown, e.g. in oscillator circuits (radar systems, etc.) or “smart power” circuits. At the pn junctions present in all components, the breakdown occurs starting at a critical field strength. The circuit is thus destroyed or becomes unusable. A photodiode-controlled feedback prevents breakdown at pn junctions.
TLB GmbH supports the University of Stuttgart in patenting and marketing its innovation.

Fast integrated circuits (ICs) are used in many ways in applied electronics. Especially, for hard driven fast or high-power components in the circuit, however,...

09.11.2016 | nachricht Nachricht

Informatiker der Saar-Uni verhindern Auto-Fernsteuerung durch Hacker

Ein Oberklasse-Fahrzeug verfügt heute über mehrere Computer. Damit erzeugt es während einer Stunde Fahrt mehrere Gigabyte an Daten. Auch weniger teure Autos strotzen inzwischen vor Informationstechnologie. Durch die zunehmende Vernetzung der einzelnen Komponenten offenbaren sich dabei auch gefährliche Sicherheitslücken. Eine solche haben Informatiker des Kompetenzzentrums für IT-Sicherheit (CISPA) der Saar-Uni und des Deutschen Forschungszentrums für Künstliche Intelligenz (DFKI) nun geschlossen – mit Hilfe einer Software, die Autohersteller in jedem Auto nachrüsten können.

Um aus der Ferne die Bremsen eines fremden Fahrzeuges bei einer Geschwindigkeit von über 100 Stundenkilometern unschädlich zu machen, genügten dem...

03.11.2016 | nachricht Nachricht

Gewichtseinsparung durch lasergestützte Materialbearbeitung im Automobilbau

Leichtbaukonzepte sind aus der heutigen Fertigungstechnik nicht mehr wegzudenken. Im Karosseriebau kommen aus Gewichtsgründen unter anderem pressgehärtete und ultrahochfeste Vergütungsstähle mit einer Zugfestigkeit von bis zu 2.000 MPa zum Einsatz. Diese Hochleistungsstähle erreichen gegenüber Stählen mit geringerer Festigkeit durch die Verwendbarkeit geringerer Blechstärken nicht nur ein reduziertes Gewicht sondern auch ein gleich gutes oder sogar verbessertes Crashverhalten. Für die Bearbeitung dieser anspruchsvollen Hochleistungswerkstoffe ist die Lasermaterialbearbeitung Mittel der Wahl.

Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT haben gemeinsam mit Projektpartnern aus Wissenschaft und Industrie die Entwicklung in den...

07.10.2016 | nachricht Nachricht

Extrem empfindliche Sensoren sorgen für optimale Sicht

Die Automobilbranche forscht mit Hochdruck an Technologien für automatisiertes Fahren. Ein neues Sensor-System von Fraunhofer-Forschern soll für mehr Sicherheit sorgen.

Es war eine der Schlagzeilen dieses Sommers: Erstmals hat es einen schweren Unfall mit einem selbstfahrenden Elektroauto gegeben. Ein Fahrzeug kollidierte bei...

04.10.2016 | nachricht Nachricht

Vom Virtuellen Prototyp zum Serienmodell

Im Automobilbau sind viele Werkzeuge virtuell: Das Virtual Dimension Center (VDC) gibt in einem neuen Whitepaper einen Überblick über die Anwendungsfelder und Trends dieser Virtuellen Techniken im Automobilbau. Sie kommen in Entwicklung, Produktion, Marketing, Training und Service zum Einsatz und machen physische Prototypen zunehmend überflüssig. Die Hersteller werden künftig noch stärker auf diese Methoden und Werkzeuge setzen.

Die Unternehmen der Automobilindustrie verfügen über eine große Innovationskraft. Neben der Luftfahrt war die Automobilbranche eine der ersten Branchen, in der...

01.09.2016 | nachricht Nachricht

Weniger Gewicht für Elektrofahrzeuge: Fraunhofer LBF entwickelt hybride Leichtbauhinterachse

Gewichtsoptimierung spielt in der Elektromobilität ein große Rolle Das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF hat im Rahmen des EU-Forschungsprojektes „epsilon“ eine Hinterachse mit deutlich reduziertem Gewicht entwickelt. Verglichen mit dem herkömmlichen Metall-Design konnten die Wissenschaftler das Achsgewicht um 37 Prozent senken und damit den Energieverbrauch reduzieren. Darüber hinaus sehen die Forscher bei der Substituierung von Metallbauteilen durch Faserverbundmaterialien die Möglichkeit, mit einer geschickten Auswahl der Faser-Matrix-Eigenschaften die Steifigkeit der Struktur und damit die Fahrdynamik positiv zu beeinflussen.

Mit ihren Batterien legen Elektrofahrzeuge deutlich an Gewicht zu, was die Hersteller vor enorme Herausforderungen stellt. Leichtbau spielt daher als Lösung...

16.08.2016 | nachricht Nachricht

Neue Simulationssoftware für die Automobilindustrie - TriboForm auf der Überholspur

Das Startup TriboForm der University of Twente hat eine neue Simulationssoftware für die Automobilindustrie entwickelt, die bereits von den Automobilherstellern Mercedes-Benz und Volvo für Motorhauben, Autotüren und Kotflügel genutzt wird.

Automobilbranche fährt ab auf die Simulationssoftware eines Spin-Offs der University of Twente. Auch andere Branchen könnten zusteigen

12.08.2016 | nachricht Nachricht

New algorithm for optimized stability of planar-rod objects

First-time mathematical formulation by IST Austria computer science professor Bernd Bickel solves problem of technical modelling

During the annual top conference of the Special Interest Group for Computer Graphics (SIGGRAPH) of the Association for Computing Machinery (ACM), which took...

11.08.2016 | nachricht Nachricht

Karlsruhe wird Pionierregion für autonomes Fahren

Das Verkehrsministerium hat heute entschieden: Das Testfeld zum vernetzten und automatisierten Fahren wird in Karlsruhe unter Beteiligung des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) aufgebaut – mit Anbindung nach Bruchsal und Heilbronn. Auf diesem Testfeld können Firmen und Forschungseinrichtungen zukunftsorientierte Technologien und Dienstleistungen rund um das vernetzte und automatisierte Fahren im alltäglichen Straßenverkehr erproben.

„Die Verknüpfung von Mobilität und Digitalisierung gibt uns die Chance, sicherer und schneller von einem Ort zum anderen zu kommen und wird zu völlig neuen...

08.07.2016 | nachricht Nachricht
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Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Fraunhofer IOSB-AST und DRK Wasserrettungsdienst entwickeln den weltweit ersten Wasserrettungsroboter

Künstliche Intelligenz und autonome Mobilität sollen dem Strukturwandel in Thüringen und Sachsen-Anhalt neue Impulse verleihen. Mit diesem Ziel fördert das Bundeswirtschaftsministerium ab sofort ein innovatives Projekt in Halle (Saale) und Ilmenau.

Der Wasserrettungsdienst Halle (Saale) und das Fraunhofer Institut für Optronik,
Systemtechnik und Bildauswertung, Institutsteil Angewandte Systemtechnik...

Im Focus: A step towards controlling spin-dependent petahertz electronics by material defects

The operational speed of semiconductors in various electronic and optoelectronic devices is limited to several gigahertz (a billion oscillations per second). This constrains the upper limit of the operational speed of computing. Now researchers from the Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter in Hamburg, Germany, and the Indian Institute of Technology in Bombay have explained how these processes can be sped up through the use of light waves and defected solid materials.

Light waves perform several hundred trillion oscillations per second. Hence, it is natural to envision employing light oscillations to drive the electronic...

Im Focus: Haben ein Auge für Farben: druckbare Lichtsensoren

Kameras, Lichtschranken und Bewegungsmelder verbindet eines: Sie arbeiten mit Lichtsensoren, die schon jetzt bei vielen Anwendungen nicht mehr wegzudenken sind. Zukünftig könnten diese Sensoren auch bei der Telekommunikation eine wichtige Rolle spielen, indem sie die Datenübertragung mittels Licht ermöglichen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) am InnovationLab in Heidelberg ist hier ein entscheidender Entwicklungsschritt gelungen: druckbare Lichtsensoren, die Farben sehen können. Die Ergebnisse veröffentlichten sie jetzt in der Zeitschrift Advanced Materials (DOI: 10.1002/adma.201908258).

Neue Technologien werden die Nachfrage nach optischen Sensoren für eine Vielzahl von Anwendungen erhöhen, darunter auch die Kommunikation mithilfe von...

Im Focus: Einblicke in die Rolle von Materialdefekten bei der spin-abhängigen Petahertzelektronik

Die Betriebsgeschwindigkeit von Halbleitern in elektronischen und optoelektronischen Geräten ist auf mehrere Gigahertz (eine Milliarde Oszillationen pro Sekunde) beschränkt. Die Rechengeschwindigkeit von modernen Computern trifft dadurch auf eine Grenze. Forscher am MPSD und dem Indian Institute of Technology in Bombay (IIT) haben nun untersucht, wie diese Grenze mithilfe von Lichtwellen und Festkörperstrukturen mit Defekten erhöht werden könnte, um noch größere Rechenleistungen zu erreichen.

Lichtwellen schwingen mehrere hundert Trillionen Mal pro Sekunde und haben das Potential, die Bewegung von Elektronen zu steuern. Im Gegensatz zu...

Im Focus: Charakterisierung von thermischen Schnittstellen für modulare Satelliten

Das Fraunhofer IFAM in Dresden hat ein neues Projekt zur thermischen Charakterisierung von Kupfer/CNT basierten Scheiben für den Einsatz in thermalen Schnittstellen von modularen Satelliten gestartet. Gefördert wird das Projekt „ThermTEST“ für 18 Monate vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie.

Zwischen den Einzelmodulen von modularen Satelliten werden zur Kopplung eine Vielzahl von Schnittstellen benötigt, die nach ihrer Funktion eingeteilt werden...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

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