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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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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

Ultrahochfeste Stähle im Automobilbau

Mit dem Einsatz von „ultrahochfesten warmformgehärteten Stählen“ im Karosseriebau befasst sich ein Forschungsprojekt an der TH Mittelhessen. Projektleiter sind die Friedberger Professoren Dr. Heinrich Friederich und Dr. Udo Jung vom Kompetenzzentrum Verkehr – Mobilität – Automotive. Gemeinsam mit Partnern aus der Industrie wollen die Wissenschaftler ein Verfahren zur Verbindung verschiedener Bauteile, das „Halbhohlstanznieten“, für moderne Werkstoffe weiterentwickeln. Sie arbeiten dabei mit der Adam Opel AG, Stanley Engineered Fastening – Tucker, Linde + Wiemann, Ruhl & Co und Holzapfel Metallveredelung zusammen. Das Land Hessen fördert das Vorhaben mit knapp 250.000 Euro.

In der Automobilindustrie wird der Leichtbau immer wichtiger. Er verringert das Fahrzeuggewicht und reduziert so den Kraftstoffverbrauch. Ein Auto mit heutiger...

01.07.2016 | nachricht Nachricht

Karlsruher Team erfolgreich im vernetzten Fahren

Autos, die sich während der Fahrt untereinander absprechen und autonom Fahren, könnten helfen Unfälle, Staus und Kraftstoffverbrauch zu verringern. Im Rahmen der Grand Cooperative Driving Challenge GCDC im niederländischen Helmond haben nun 10 europäische Forschergruppen gezeigt, wie Autos im Straßenverkehr erfolgreich kommunizieren können. Das Team "AnnieWAY" des FZI Forschungszentrum Informatik und Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) belegte in dem Wettbewerb den zweiten Platz.

In den fahrerischen Disziplinen des Wettkampfs mussten sich die Fahrzeuge autonom im Reißverschlussverfahren in eine Fahrzeugkolonne einfädeln, beim Überfahren...

06.06.2016 | nachricht Nachricht
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Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hamburger und Kieler Forschende beobachten spontanes Auftreten von Skyrmionen in atomar dünnen Kobaltfilmen

Seit ihrer experimentellen Entdeckung sind magnetische Skyrmionen – winzige magnetische Knoten – in den Fokus der Forschung gerückt. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Hamburg und Kiel konnten nun zeigen, dass sich einzelne magnetische Skyrmionen mit einem Durchmesser von nur wenigen Nanometern in magnetischen Metallfilmen auch ohne ein äußeres Magnetfeld stabilisieren lassen. Über ihre Entdeckung berichten sie in der Fachzeitschrift Nature Communications.

Die Existenz magnetischer Skyrmionen als teilchenartige Objekte ist bereits vor 30 Jahren von theoretischen Physikern vorhergesagt worden, konnte aber erst...

Im Focus: Hamburg and Kiel researchers observe spontaneous occurrence of skyrmions in atomically thin cobalt films

Since their experimental discovery, magnetic skyrmions - tiny magnetic knots - have moved into the focus of research. Scientists from Hamburg and Kiel have now been able to show that individual magnetic skyrmions with a diameter of only a few nanometres can be stabilised in magnetic metal films even without an external magnetic field. They report on their discovery in the journal Nature Communications.

The existence of magnetic skyrmions as particle-like objects was predicted 30 years ago by theoretical physicists, but could only be proven experimentally in...

Im Focus: Physicists create world's smallest engine

Theoretical physicists at Trinity College Dublin are among an international collaboration that has built the world's smallest engine - which, as a single calcium ion, is approximately ten billion times smaller than a car engine.

Work performed by Professor John Goold's QuSys group in Trinity's School of Physics describes the science behind this tiny motor.

Im Focus: Die verschränkte Zeit der Quantengravitation

Die Theorien der Quantenmechanik und der Gravitation sind dafür bekannt, trotz der Bemühungen unzähliger PhysikerInnen in den letzten 50 Jahren, miteinander inkompatibel zu sein. Vor kurzem ist es jedoch einem internationalen Forschungsteam von PhysikerInnen der Universität Wien, der Österreichischen Akademie der Wissenschaften sowie der Universität Queensland (AUS) und dem Stevens Institute of Technology (USA) gelungen, wichtige Bestandteile der beiden Theorien, die den Verlauf der Zeit beschreiben, zu verbinden. Sie fanden heraus, dass die zeitliche Abfolge von Ereignissen echte Quanteneigenschaften aufweisen kann.

Der allgemeinen Relativitätstheorie zufolge verlangsamt die Anwesenheit eines schweren Körpers die Zeit. Das bedeutet, dass eine Uhr in der Nähe eines schweren...

Im Focus: Quantencomputer sollen tragbar werden

Infineon Austria forscht gemeinsam mit der Universität Innsbruck, der ETH Zürich und Interactive Fully Electrical Vehicles SRL an konkreten Fragestellungen zum kommerziellen Einsatz von Quantencomputern. Mit neuen Innovationen im Design und in der Fertigung wollen die Partner aus Hochschulen und Industrie leistbare Bauelemente für Quantencomputer entwickeln.

Ionenfallen haben sich als sehr erfolgreiche Technologie für die Kontrolle und Manipulation von Quantenteilchen erwiesen. Sie bilden heute das Herzstück der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

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