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Bestimmung von Expositionen gegenüber elektromagnetischen Feldern der Elektromobilität

Bestimmung von Expositionen gegenüber elektromagnetischen Feldern der Elektromobilität Projektleitung: Dr.-Ing. Gernot Schmid, Seibersdorf Labor GmbH Beginn: 18.03.2021 Ende: 11.11.2025 Finanzierung: 449.025 Euro Hintergrund Elektromobilität gilt als Schlüssel für eine klimafreundliche Mobilität. Elektroantriebe arbeiten weitgehend schadstoffemissionsfrei. Betriebsbedingt entstehen allerdings Magnetfelder, die von dem elektrifizierten Antriebsstrang eines Elektrofahrzeugs ausgehen und auf Fahrer*in und Passagier*innen einwirken. Expositionen ( d.h. Situationen, in denen Personen solchen Feldern ausgesetzt sind) in relevanten Größenordnungen können dabei nicht von Vornherein ausgeschlossen werden. Gründe sind der geringe Abstand der Sitze zu den Komponenten, die Magnetfelder erzeugen, und die hohen Stromstärken in leistungsstarken Fahrzeugen. Darüber hinaus können bei rein batterieelektrischen Fahrzeugen (BEV) und bei Plug-In-Hybriden (PHEV) Expositionen bei Fahrzeugstillstand während des Ladevorgangs auftreten. Magnetfeldquellen sind dann zum Beispiel die Ladeeinrichtung selbst, das Ladekabel im Fall konduktiven Ladens, als Gleichrichter arbeitende Leistungselektronik sowie die Leitungen im Fahrzeug und die Fahrzeugbatterie. Magnetfeldquellen nur in Elektroautos und Hybriden Zielsetzung In dem Vorhaben wurde die Exposition von Personen gegenüber elektromagnetischen Feldern der Elektromobilität bestimmt. Einbezogen wurden Expositionsbeiträge durch den Fahrzeugfahrbetrieb und durch Batterieladevorgänge bei Fahrzeugstillstand. Die Studie ist aussagekräftig für Elektroautos und Elektro-Zweiräder ( d.h. ein- und zweispurige Personenkraftfahrzeuge). Als Fahrräder eingestufte Elektrofahrzeuge ( sog. E-Bikes) waren ausgenommen. Die Ergebnisse können mit Werten einer im Jahr 2009 abgeschlossenen Studie des BfS und mit in der Literatur veröffentlichten Werten verglichen werden. Zudem geben die Ergebnisse Hinweise für die Standardisierung. Durchführung Untersucht wurden gemessen an den Zulassungszahlen besonders beliebte E-Auto-Modelle und zusätzlich auch leistungsstarke E-Auto-Modelle von verschiedenen Herstellern. Dazu wurden Magnetfeldmessungen an mehreren Stellen im Fahrgastraum der Elektroautos und an den Sitzpositionen der Elektro-Zweiräder ( d.h. Elektroroller bzw. -motorräder) durchgeführt, während sich die Fahrzeuge auf einem Rollenprüfstand und in vorab festgelegten Betriebszuständen befanden. Die Betriebszustände umfassten das Beschleunigen, das Bremsen sowie das Fahren mit konstanten Geschwindigkeiten gegen verschiedene Lastmomente, um Luftwiderstände, Streckensteigungen und -gefälle zu simulieren. Anschließend wurden Magnetfeldmessdaten während eines Worldwide Harmonized Light Vehicle Test Cycle (WLTC) aufgezeichnet. Dabei handelt es sich um einen ca. 30-minütigen genormten Fahrzyklus, der ursprünglich für vergleichbare Abgas- und Verbrauchsmessungen festgelegt wurde. Daten für Zweiräder wurden während eines World Motorcycle Test Cycle (WMTC) aufgezeichnet. Die auf dem Prüfstand ermittelten Daten wurden mit Messungen bei Fahrten auf einer abgesperrten, ebenen Teststrecke und bei einer etwa 90-minütigen Fahrt im öffentlichen Straßenverkehr validiert. Anschließend wurden die im Zeitbereich aufgezeichneten Messdaten entsprechend der spektralen Zusammensetzung analysiert und bewertet. Situationen, die basierend auf den Messungen die höchsten Expositionen erwarten ließen, wurden zusätzlich dosimetrisch analysiert. Die betreffenden Expositionssituationen wurden dazu in einer Simulationssoftware nachgebildet. Ziel war die rechentechnische Bestimmung, der im Körper einer exponierten Person hervorgerufenen elektrischen Feldstärken. Hierfür musste vorab die lokale Verteilung der Magnetfeldstärken in der Fahrgastzelle bzw. im Bereich der Sitze der Elektro-Zweiräder bekannt sein. Stellvertretend für die exponierten Personen wurden hochaufgelöste, digitale Menschmodelle eingesetzt, die anatomisch möglichst korrekt waren und Gewebetypen mit verschiedenen elektrischen Eigenschaften unterschieden. Die Untersuchungen zum Aufladen bei Fahrzeugstillstand berücksichtigten Positionen in und außerhalb der Fahrzeuge. Ebenso wurden die Untersuchungen an Normal- und Schnellladepunkten durchgeführt. Hartschaum-Dummy mit zehn Messsonden im Fond eines Elektroautos Ergebnisse Die Studie stellt nach Kenntnis des BfS die bislang detaillierteste Untersuchung zu Magnetfeldexpositionen in Elektrofahrzeugen dar. Die Messungen wurden in aktuellen, für den deutschen Straßenverkehr zugelassenen Fahrzeugen unter realen Bedingungen im öffentlichen Straßenverkehr sowie auf Teststrecken und Prüfständen durchgeführt. Erstmals wurden auch Zweiräder einbezogen. Die Fahrzeughersteller waren nicht an den Untersuchungen beteiligt. Die Magnetfeldexposition innerhalb der Fahrzeuge war räumlich sehr ungleichmäßig. Hohe Werte traten im Fahrberieb vorrangig im Bereich der Beine auf, während der Oberkörper und der Kopf deutlich weniger exponiert waren. Die Exposition variierte je nach Fahrmanöver: Beim Beschleunigen und Bremsen waren die Werte höher als bei konstantem Fahren. Die maximale Motorleistung der Fahrzeuge hing nicht systematisch mit der Magnetfeldexposition zusammen. Langzeit-Effektivwerte aus Messungen während Fahrten im realen Straßenverkehr zeigten höhere Werte als die Daten, die während genormter Fahrzyklen auf einem Fahrzeugprüfstand ermittelt wurden. Alle Magnetfeldexpositionen wurde mit den Referenzwerten der EU -Ratsempfehlung und den ICNIRP -2010-Leitlinien verglichen. Bei sanfter Fahrweise lagen die Ausschöpfungen der EU -Referenzwerte meist im niedrigen zweistelligen Prozentbereich. Eine sportliche Fahrweise führte in mehreren Elektrofahrzeugen sowie in einem zu Vergleichszwecken untersuchten Fahrzeug mit Verbrennungsmotor zu Überschreitungen der EU -Referenzwerte. Bei Anwendung der moderneren ICNIRP -2010-Leitlinien ergab sich nur in einem Fall eine Überschreitung. Trotz der kurzfristigen Überschreitungen der Referenzwerte wurden keine Überschreitungen der empfohlenen Höchstwerte für im Körper induzierte elektrische Felder festgestellt. Die während des Ladens innerhalb der Fahrzeuge gemessenen magnetischen Flussdichten waren überwiegend niedriger als die während des Fahrens gemessenen Werte. Gleichstrom-Laden ( DC -Laden) führte, trotz höherer Ladeleistungen, zu geringeren Expositionen als Wechselstrom-Laden ( AC -Laden). Magnetische Flussdichten oberhalb der ICNIRP -Referenzwerte traten nur in unmittelbarer Nähe des Ladekabelsteckers bzw. der Fahrzeugbuchse ( bzw. beim induktiven Laden nahe dem Straßenniveau) unmittelbar neben dem Fahrzeug auf. Neben dem Antriebssystem erzeugen weitere Fahrzeugkomponenten Magnetfelder, z.B. die Sitzheizungen, Fensterheber oder Fahrzeugeinschaltung. In einigen Fällen waren diese Expositionen höher als die durch das Antriebssystem verursachten Felder. In vielen Fahrzeugen traten die höchsten Werte beim Einschalten oder Starten auf. Die mittleren Langzeitwerte in Elektroautos (0,5 bis 2,5 Mikrotesla/ µT ) entsprachen weitgehend denen in etablierten elektrisch angetriebenen Verkehrsmitteln wie Straßenbahnen oder U-Bahnen (2 bis 3 µT ). In doppelstöckigen Zügen wurden auf der oberen Fahrgastebene Werte bis zu 13 µT gemessen, also potenziell höhere Expositionen als in Elektroautos. Stand: 24.11.2025

Neue Testmethoden senken Schadstoffausstoß von Neuwagen

<p>Dank der Einführung realitätsnaher Testmethoden für die Typengenehmigung neuer Pkw erfüllen immer mehr Neuwagen strengere Anforderungen an den Ausstoß von Luftschadstoffen im realen Betrieb. Das Umweltbundesamt unterstützte die Entwicklung dieser Straßentests und der neuen weltweit harmonisierten Testmethode für den Rollenprüfstand und veröffentlicht nun die Ergebnisse dreier Forschungsprojekte.</p><p>Die Wirtschaftskommission für Europa (⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UNECE#alphabar">UNECE</a>⁠) hat in den letzten Jahren im Auftrag der EU-Kommission eine neue, weltweit harmonisierte Testprozedur für leichte Kraftfahrzeuge (Worldwide harmonised Light vehicle Test Procedure / WLTP) entwickelt. Diese soll realitätsnähere Angaben zum Kraftstoffverbrauch und zu den Schadstoffemissionen liefern. Aus diesem Grunde wird beispielsweise ein dynamischer und im mittel auch schnellerer Fahrzyklus genutzt, die Zusatzausstattungen der Fahrzeuge berücksichtigt und der Kraftstoffverbrauch auf eine realistischere Umgebungstemperatur von 14 Grad Celsius korrigiert.&nbsp;</p><p>Alle ab dem September 2018 erstmalig zugelassenen neuen Pkw und leichten Nutzfahrzeuge (LNF) der Kategorie N1 Klasse I müssen die EU-weit einheitlich festgelegten Euro 6-Grenzwerte in der neuen Testprozedur einhalten. Für alle neuen LNF der Kategorie N1 Klasse II und III werden die Anforderungen ab September 2019 verbindlich. Die Messungen im WLTP erfolgen auch weiterhin in einem Prüflabor auf einem Rollenprüfstand. Um vergleichbare Ergebnisse zum Kraftstoffverbrauch und zu den CO2-Emissionen zu erhalten, ist dies sinnvoll.</p><p>Um niedrige Schadstoffmissionen im praktischen Betrieb unter realen Fahr- und Umgebungsbedingungen zu erreichen, werden neue Pkw im Rahmen der Typgenehmigung inzwischen zusätzlich auch auf der Straße getestet (Real Driving Emissions / RDE). Der Schadstoffausstoß der Pkw und LNF wird durch die RDE-Gesetzgebung effektiver begrenzt als durch Tests im Prüflabor. Für den Ausstoß von Feinstaub müssen alle erstmalig zugelassenen Pkw schon heute die aktuell strengsten Anforderungen erfüllen. Dies sind Pkw mit der Emissionsnorm Euro 6c oder moderner. Für die Stickoxid Emissionen gilt mit der Emissionsnorm Euro 6d-TEMP ein Übergangswert und mit Euro 6d die aktuell strengste Anforderung an das Emissionsniveau.&nbsp;</p><p>Die Anforderungen von Euro 6d TEMP müssen jedoch aktuell nur von ab dem September 2018 neu genehmigten Fahrzeugtypen eingehalten werden. Alle neu zugelassene Pkw müssen sie erst ab dem 01.09.2019 einhalten und die strengsten Anforderungen nach Euro 6d sind erst im Jahr 2021 für alle neuen Pkw Standard. Aber: Auch für Euro 6d TEMP-Diesel-Pkw wird erwartet, dass die Stickoxid-Emissionen gegenüber Euro 6 ohne RDE im Mittel aller Pkw deutlich sinken. Ein Indiz dafür geben Messungen an modernen Fahrzeugen dieser Emissionsnorm, wie beispielsweise durch den ADAC e.V. für dessen EcoTest.&nbsp;</p><p>Immer mehr moderne Pkw mit der Emissionsnorm Euro 6d-TEMP sind inzwischen als Neuwagen erhältlich. Insbesondere Diesel-Pkw tragen durch ihre Emissionen aktuell zu den hohen Stickstoffdioxid-Konzentrationen an den Messstationen in deutschen Städten bei, sodass Verbesserungen dringend notwendig sind.</p><p>Das Umweltbundesamt hat die Weiterentwicklung der Abgasgesetzgebung durch eine aktive Mitarbeit in fachlichen Arbeitsgruppen auf UNECE- und EU-Ebene sowie die Beratung des Bundesumweltministeriums unterstützt. Zudem wurden verschiedene Projekte beauftragt, deren Ergebnisse oder Messungen in die konkrete Umsetzung von WLTP und RDE einflossen. So erfolgten durch Auftragnehmer beispielsweise Ausarbeitungen zur Ladebilanzkorrektur der CO2-Emissionen für Fahrzeuge ausschließlich mit Verbrennungsmotor bzw. nicht-extern aufladbare Hybridelektrofahrzeuge („Mild- bzw. Vollhybride“) sowie zur Korrektur der CO2-Emissionen aufgrund einer realistischeren Testtemperatur von 14 Grad Celsius. Auch zum Einfluss des neuen Fahrzyklus WLTC auf den Kraftstoffverbrauch sowie die ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/c?tag=CO2#alphabar">CO2</a>⁠-Emissionen verschiedener Pkw wurden Untersuchungen durchgeführt.&nbsp;</p><p>Weitere Messungen wurden auf dem Rollenprüfstand und im praktischen Betrieb auf der Straße an zum Zeitpunkt der Messungen modernen Benzin- und Diesel-Pkw sowie an einem extern aufladbaren Hybridelektrofahrzeug („Plug-in-Hybrid“) durchgeführt. Dabei wurden beispielsweise das Emissionsverhalten bei verschiedenen Umgebungstemperaturen charakterisiert und die entsprechenden Kraftstoffverbräuche untersucht. Auch diese Messungen waren neben den Beiträgen anderer Akteure wertvolle Grundlage der Weiterentwicklungen der Abgasgesetzgebung.</p><p>Die Abschlussberichte dreier Forschungsprojekte stehen ab sofort zum Herunterladen bereit (siehe rechts unter "Publikationen").</p>

Flottenversuch Elektromobilität, Teilprojekt: Ökologische Begleitforschung

Gesamtziel des Projektes ist es, das Nutzungspotenzial von Plug-in-Hybridfahrzeugen unter realen Bedingungen zu ermitteln. Es werden sowohl Forschungsthemen wie Elektrotraktion und Lithium-Ionen-Traktionsbatterien für Plug-in-Hybride berücksichtigt als auch versorgungsnetz- architektonische Lösungsansätze unter Berücksichtigung von Verkehrsszenarien erarbeitet. Die Klammer bilden sozioökonomische und ökologische Untersuchungen. Plug-in-Hybridfahrzeuge haben den Vorteil, Strom aus erneuerbaren Energien nutzen und durch Einsatz eines Verbrennungsmotors die Langstreckenmobilität sicherstellen zu können. Darüber hinaus tragen sie zu einer Senkung der Kohlenstoffdioxid-Emissionen bei. 20 Fahrzeuge wurden mit zwei verschiedenen Batterietechnologien aufgebaut und als Flottenversuch betrieben.

evTrailer - Autarkes elektrisches Antriebskooperationssystem für LKW-Trailer und Fahrzeuganhänger, Teilvorhaben: Entwicklung des sensorischen King Pins

Im Rahmen des Verbundprojekts soll ein innovatives elektrisches Antriebs- und Regelungssystem für Sattelzug-Auflieger entwickelt und ein entsprechender Demonstrator aufgebaut werden. Dabei kommt ein neuartiges Regelungskonzept zum Einsatz, welches den autarken Betrieb des Aufliegers ohne Kommunikation zur Zugmaschine erlaubt. Die Steuerung erfolgt ausschließlich über die sensorisch erfassten Kräfte am Königszapfen. Auf diese Weise kann der Auflieger mit allen am Markt verfügbaren Zugmaschinen kombiniert werden und der Sattelzug wird zu einem Plug-In-Hybridfahrzeug. Im Teilvorhaben wird der sensorische King Pin entwickelt. Das sensorische Schichtsystem wird direkt auf die Oberfläche des King Pins abgeschieden. Dort wird es während der Fahrt zur sog. 'Zugkraft=0'-Regelung eingesetzt. Dazu sind insbesondere Verfahren für die Abscheidung derartiger Strukturen auf komplexen dreidimensionalen Oberflächen sowie geeignete Strukturierungsverfahren solcher Schichten zu entwickeln. Nach den Vorgaben aus Arbeitspaket 1 werden King Pins erworben, ihre Oberflächengüte analysiert und für die Beschichtungen präpariert. Es wird ein sensorisches Schichtsystem festgelegt und dafür die Sensordesigns erstellt. Es folgt der Prototypenaufbau und die Analyse der sensorischen Qualitäten am IST. Danach erfolgt das Verbinden und Testen der Sensorik mit der von CuroCon entwickelten Messelektronik. Basierend auf den Ergebnisse erfolgt ein Redesign und weitere King Pins werden mit Dünnschichtsensorik aufgebaut, analysiert und mit der Messelektronik verbunden. Zum Abschluss wird der sensorische King Pin in den Demonstrator eingebaut und seine Funktionstüchtigkeit während der Fahrt untersucht.

evTrailer - Autarkes elektrisches Antriebskooperationssystem für LKW-Trailer und Fahrzeuganhänger, Teilvorhaben: TCU - Trailer Control Unit

Im Rahmen des Verbundprojekts soll ein innovatives elektrisches Antriebs- und Regelungssystem für Sattelzug-Auflieger entwickelt und ein entsprechender Demonstrator aufgebaut werden. Dabei kommt ein neuartiges Regelungskonzept zum Einsatz, welches den autarken Betrieb des Aufliegers ohne Kommunikation zur Zugmaschine erlaubt. Die Steuerung erfolgt ausschließlich über die sensorisch erfassten Kräfte am Königszapfen. Auf diese Weise kann der Auflieger mit allen am Markt verfügbaren Zugmaschinen kombiniert werden, und der Sattelzug wird zu einem Plug-In-Hybridfahrzeug. Im Teilvorhaben soll ein voll funktionsfähiges Steuerungs- und Regelungssystem (Trailer Control Unit - TCU), bestehend aus Hard- und Software, entwickelt, aufgebaut und in dem Versuchsträger getestet werden. Damit wird das Zusammenspiel der applizierten Komponenten Kraftmesssensorik, elektrisches Antriebsmodul, Traktionsbatterie und Batteriemanagementsystem sichergestellt. Die Bearbeitung gliedert sich in 9 Abschnitte. Zunächst erfolgen Systemspezifikation und zu erbringende Leistungsparameter. In den folgenden 4 Arbeitspaketen werden Baugruppen zur Elektrifizierung entwickelt und gebaut. Es handelt sich um das elektrische Antriebsmodul mit Rekuperationsfunktion, welches den Trailer antriebsseitig unterstützt oder bremst. Die gewonnene Energie wird in einem Batteriesystem gespeichert und dem Antrieb bei Bedarf zugeführt. Antrieb und Batterie werden durch die Trailer Control Unit geregelt, mit dem Messsignal des sensorischen Königszapfens (King Pin) als Stellgröße. Im Paket 6 wird die Betriebsstrategie des evTrailer mit den entsprechenden Regelungsalgorithmen erarbeitet. In den Paketen 7 und 8 wird der Demonstrator aufgebaut, getestet sowie der Leistungsnachweis erbracht. Abschließend erfolgt in Paket 9 die Dokumentation der Messergebnisse.

evTrailer - Autarkes elektrisches Antriebskooperationssystem für LKW-Trailer und Fahrzeuganhänger, Teilvorhaben: Transmitting Or Recuperating Compact Electric Drive

Im Rahmen des Verbundprojekts soll ein innovatives elektrisches Antriebs- und Regelungssystem für Sattelzug-Auflieger entwickelt und ein entsprechender Demonstrator aufgebaut werden. Dabei kommt ein neuartiges Regelungskonzept zum Einsatz, welches den autarken Betrieb des Aufliegers ohne Kommunikation zur Zugmaschine erlaubt. Die Steuerung erfolgt ausschließlich über die sensorisch erfassten Kräfte am Königszapfen. Auf diese Weise kann der Auflieger mit allen am Markt verfügbaren Zugmaschinen kombiniert werden und der Sattelzug wird zu einem Plug-In-Hybridfahrzeug. Das Teilvorhaben hat die Entwicklung der elektrischen Motor-/Generatoreinheiten (Antriebsmodule), die für den Einbau in und autarken Antrieb von Trailern verschiedener Hersteller geeignet sind, zum Ziel. Im Fokus stehen kleine Baugröße und geringes Leistungsgewicht, bei gleichzeitig hohem Wirkungsgrad sowohl im motorischen als auch generatorischen Betrieb. Radnah eingebaute Motoren stehen für diese Anwendung aufgrund ihrer einfacheren Einbaumöglichkeiten im Fokus. In Arbeitspaket 1 geht es um die Festlegung des Gesamtsystems, worin gemeinsam mit den Partnern die Eckdaten für den Antrieb und die Spezifikation entstehen. In Paket 3 konzentrieren sich die Tätigkeiten auf die Entwicklung der Antriebe und ist somit Schwerpunkt des Vorhabens aus Sicht von Oswald. Hier werden die in den vorangehenden Arbeitspaketen entwickelten Spezifikationen und Schnittstellen zu den übrigen Komponenten in die Konzeptionierung und den Aufbau der dazu passenden Antriebseinheiten umgesetzt. Mit den während dieser Phase aufgebauten Antrieben und den dazu parallel entwickelten Komponenten der weiteren Projektpartner schließen sich dann die Arbeitsschritte zu den Arbeiten am Demonstrator (7 und 8) und den Abstimmungen mit den übrigen Verbundpartnern an.

evTrailer - Autarkes elektrisches Antriebskooperationssystem für LKW-Trailer und Fahrzeuganhänger, Teilvorhaben: Simulation, Betriebsstrategie und Leistungsnachweis

Im Rahmen des Verbundprojekts soll ein innovatives elektrisches Antriebs- und Regelungssystem für Sattelzug-Auflieger entwickelt und ein entsprechender Demonstrator aufgebaut werden. Dabei kommt ein neuartiges Regelungskonzept zum Einsatz, welches den autarken Betrieb des Aufliegers ohne Kommunikation zur Zugmaschine erlaubt. Die Steuerung erfolgt ausschließlich über die sensorisch erfassten Kräfte am Königszapfen. Auf diese Weise kann der Auflieger mit allen am Markt verfügbaren Zugmaschinen kombiniert werden und der Sattelzug wird zu einem Plug-In-Hybridfahrzeug. Das Ziel des Teilvorhabens ist der Aufbau einer Simulation zur Auslegung der elektrischen Komponenten und zur Quantifizierung des Einsparungspotentials. Weiterhin soll die Betriebsstrategie für den Trailer entwickelt werden, um einen sicheren und effizienten Betrieb zu gewährleisten. Die Arbeiten gliedern sich in drei Schwerpunkte. Mit der Einbindung eines Fahrzeugmodells in eine Simulationsumgebung werden die wesentlichen Dimensionierungsparameter, wie z.B. Leistung des Elektromotors, Batteriekapazität, etc., optimiert und eine Vielzahl von unterschiedlichsten Szenarien untersucht, um das Einsparungspotential im Realbetrieb vorausberechnen zu können. Mit der Betriebsstrategie soll eine multikriterielle Optimierung unterschiedlicher Anforderungen erfolgen werden, um die Effizienz des Gesamtantriebs zu gewährleisten. Mit der Verfügbarkeit des Demonstrators werden dann die Simulationsergebnisse und die Betriebsstrategie in Fahrversuchen verifiziert.

FHprofUnt 2015: STABIL - Vorhersage und Verlängerung der Lebensdauer von gekoppelten stationären und mobilen Lithium-Ionen-Batterien

Ziel des Projekts STABIL ist die Vorhersage der Alterung und Verbesserung der Lebensdauer von mobilen und stationären Batterien bei Microgrid-gekoppelten Elektrofahrzeugen. Batterien sind zentrale Komponenten der Elektromobilität und der stationären Speicherung von regenerativem Strom. Die im Stand der Technik unzureichende Lebensdauer der Batterie ist heute wesentlicher Kostentreiber. Im Projekt STABIL wird in einem skalenübergreifenden Ansatz das Verhalten von einzelnen Batteriezellen unter zwei unterschiedlichen systemischen Randbedingungen untersucht: (1) Alterungsverhalten von Lithium-Ionen-Fahrzeugbatterien im Betrieb von Plug-In-Hybridfahrzeugen und Elektrofahrzeugen, und (2) Alterungsverhalten von stationären Lithium-Ionen-Batterien bei Anbindung von Elektrofahrzeugen an ein regenerativ versorgtes Energienetz ('vehicle-to-grid'). In einem skalenübergreifenden Ansatz wird in diesem Projekt das Verhalten von Batteriezellen unter unterschiedlichen systemischen Randbedingungen untersucht: (a) Alterungsverhalten von Lithium-Ionen-Fahrzeugbatterien im Betrieb von Plug-In-Hybridfahrzeugen und Elektrofahrzeugen, insbesondere unter hochfrequenten Lastflüssen aufgrund von Fahrzeug-Zusatzfunktionen, und (b) Alterungsverhalten von stationären Lithium-Ionen-Batterien bei Anbindung von Elektrofahrzeugen an ein regenerativ versorgtes Energienetz ('vehicle-to-grid'). Die Arbeiten finden auf Zellebene (Teilprojekt Prof. Bessler), Fahrzeugebene (Teilprojekt Fa. Schaeffler) und Microgrid-Ebene (Teilprojekt Prof. Bollin) statt. Im Ergebnis kann die Alterung von Lithium-Ionen-Einzelzellen unter realistischen, neuartigen, auch hochfrequenten Lastanforderungen empirisch und modellhaft beschrieben werden. Darauf aufbauend werden Alterungsindikatoren der Zellen entwickelt und für den lebensdauerverlängernden Betrieb von gekoppelten stationären und elektromobilen Batterien eingesetzt.

Bundeskabinett beschließt Kaufprämie für E-Autos

Am 18. Mai 2016 beschloss das Bundeskabinett die Kaufprämie für Elektroautos. Es ist ab der Erstzulassung zehn Jahre lang von der Kraftfahrzeugsteuer befreit, auch dies eine Neuregelung. Wer ein rein elektrisch betriebenes Fahrzeug erwirbt, erhält eine Prämie von 4.000 Euro und von 3.000 Euro für Plug-in-Hybride. Bedingung ist, dass das Basismodell nach Listenpreis nicht teurer als 60.000 Euro ist. Bund und Industrie tragen jeweils die Hälfte des Zuschusses. Zuständig ist das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (Bafa). Es wird den Bonus auszahlen. Das Amt vergibt die Förderung solange bis die Bundesmittel von 600 Millionen Euro aufgebraucht sind. Das Programm läuft spätestens 2019 aus. Außerdem finaziert der Bund mit 300 Millionen Euro den Aufbau von 15.000 neuen Stromladestellen. Die Mittel für die Maßnahmen sollen aus dem Sondervermögen "Energie- und Klimafonds" bereitgestellt werden.

DE-REX - Doppel-E-Antrieb mit Range-Extender, Aufbau eines innovativen seriell-parallelen Doppel-E-Antriebskonzepts mit höchster Effizienz und zugkraftunterbrechungsfreiem Schaltgetriebe, Teilvorhaben: Gesamtkonzept, Komponenten und Betriebsstrategie

Ziel des Gesamtvorhabens ist der Aufbau und Betrieb eines innovativen seriell-parallelen Antriebskonzepts an der Schnittstelle zwischen üblichen Plug-in-Hybriden und Range-Extender-Fahrzeugen mit höchster Effizienz und zugkraftunterbrechungsfreiem Schaltgetriebe. Das Doppel-E-Antriebskonzept weist in Verbindung mit Verbrennungsmotor als Range-Extender besonders großes Potenzial zur Effizienzsteigerung auf und lässt aufgrund des im Langstreckenbetrieb gewohnten Verhaltens konventioneller Fahrzeuge zudem eine sehr hohe Kundenakzeptanz erwarten. Durch die direkte Nutzung der gesamten installierten elektrischen Leistung zum Antrieb des Fahrzeugs sowie den hohen Integrationsgrad ist dieser Ansatz auch aus Kostensicht vielversprechend. - Das Ziel dieses Teilvorhabens ist die Entwicklung der E-Maschinen und des Getriebes. Weiterhin sollen die Betriebsstrategie und die Getriebesteuerung entwickelt werden, um einen komfortablen und effizienten Betrieb zu gewährleisten. Zuletzt soll das Gesamtsystem anhand der Messungen bewertet werden und ein optimierter Entwurf des Gesamtsystems erarbeitet werden. Das Projekt kann grob in drei Phasen aufgeteilt werden. In der ersten Phase liegt der Fokus auf der Entwicklung, Fertigung und Test der Einzelkomponenten Getriebe und E-Maschinen. Weiterhin wird der Verbrennungsmotor für den Betrieb auf dem Prüfstand vorbereitet. Der restliche Antriebsstrang und das Fahrzeug werden simulativ dargestellt, es handelt sich dann um einen sogenannten Engine-in-the-Loop Prüfstand. In der zweiten Projektphase wird der Prüfstand um das Getriebe und die E-Maschinen zu einem sogenannte X-in-the-Loop-Prüfstand erweitert. Auf dem Prüfstand können die entwickelten Getriebesteuerungs- und Betriebsstrategiefunktionen getestet und optimiert werden. Während der dritten Projektphase wird der DE-REX Antriebsstrang in das Versuchsfahrzeug integriert. Am Fahrzeug werden ausführliche Tests durchgeführt.

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