Elektromobilit?t ist derzeit das zentrale Thema, wenn es um die Fortbewegung der Zukunft geht. Die Antriebstechnologie des Automobils muss sich ver?ndern. Statt Benzin oder Diesel sollen regenerative Energien Fahrzeuge antreiben und somit Schadstoff- und CO2-Emissionen verringern. Dazu muss elektrische Energie in Batterien gespeichert oder es muss mittels Elektrolyse sauberer Wasserstoff erzeugt werden. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen jedoch noch diverse Probleme gel?st werden. Genau daran arbeitet das Fachgebiet Leistungselektronik und Elektrische Antriebstechnik (LEA) der Universit?t Paderborn.
Ein Problem ist der immer noch beschr?nkte Energieinhalt derzeitiger Lithium-Ionen-Akkus, der gegenüber einem vollen Benzintank sehr knapp bemessen ist. Ein gutes Beispiel ist eines der ersten elektromotorisch angetriebenen Serienfahrzeuge auf dem deutschen Automobilmarkt, der Opel ?Ampera“. Das Fachgebiet LEA hat Gelegenheit, das Hybridfahrzeug im Alltagsbetrieb zu erproben.
Laut Hersteller erm?glicht das umgesetzte Hybridkonzept emissionsfreie Fahrten von bis zu 80 Kilometern mit der in der Batterie gespeicherten Energie. Danach wird ein an Bord befindlicher Verbrennungsmotor zugeschaltet, der über einen Generator die Batterie im Fahrbetrieb nachl?dt. ?80 km elektrische Reichweite klingt zun?chst wenig, reicht aber für die meisten Fahrten bereits aus. Künftige elektrische Fahrzeuge werden konventionelle Autos nicht einfach 1:1 ersetzen, sondern auch andere, neue Qualit?ten bieten.“, sagt Prof. Dr.-Ing. Joachim B?cker.
Der Leiter des Fachgebiets h?lt es aber für unumg?nglich, die Effizienz nicht allein des elektrischen Antriebs, sondern des gesamten Systems, zu dem zum Beispiel auch das Ladeger?t geh?rt, zu verbessern. LEAs langj?hrige Kompetenz auf diesem Gebiet – das Fachgebiet kooperiert bereits seit Jahren mit namhaften deutschen Automobilherstellern – sei gefragter denn je.
?Unsere St?rke sehen wir darin, nicht nur die wissenschaftlichen Grundlagen zu beherrschen, sondern durch unsere intensive Zusammenarbeit mit Industriepartnern auch die technischen und ?konomischen Anforderungen und Zw?nge sehr genau zu verstehen. Wir müssen zum Beispiel genau abw?gen, ob eine Ma?nahme, die zwar den Wirkungsgrad verbessert, aber Mehrkosten verursacht, wirklich zu rechtfertigen ist“, so B?cker.
Besonders willkommen sind Verbesserungen, die fast nichts kosten. Gerade dies ist ein Schwerpunkt bei LEA, allein durch eine intelligente, verbesserte Steuerung des Motors oder des Energieflusses im Fahrzeug eine Einsparung zu erreichen. Derartige Steuerungen werden auf Mikroprozessoren realisiert, die verh?ltnism??ig günstig sind. Bei dieser Arbeit bedienen sich die Wissenschaftler ihrer fundierten Kenntnisse über das elektrische Verhalten des Elektromotors sowie mathematischer Verfahren aus der Systemtheorie und Regelungstechnik. Ob ein L?sungsansatz am Ende zielführend ist, wird zun?chst durch ausgiebige Simulationen auf Computern und dann durch Versuche am Motorenprüfstand überprüft.
Doch die Forschungen des Fachgebiets LEA gehen noch weiter. So k?nnen durch eine geschickte Auslegung und Bemessung ganzer Antriebsstrukturen in Elektro- und Hybridfahrzeugen sowie durch den Einsatz intelligenter Energiemanagementsysteme weitere Effizienzvorteile erzielt werden. Auch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) f?rdert die Arbeiten des Fachgebiets im Rahmen eines interdisziplin?ren Sonderforschungsbereiches.
Ein Thema, das die Wissenschaftler auch nicht au?en vor lassen, ist die grundlegende Frage, wie eine effiziente und zuverl?ssige Energieversorgung im Zeitalter erneuerbarer Energien sichergestellt werden kann. Die Forschungsarbeiten laufen im Rahmen des Spitzenclusters ?it’s OWL“, das von der Universit?t Paderborn mit initiiert wurde. Besonders den intelligenten Stromnetzen (Smart Grids) f?llt dabei eine immer gr??ere Bedeutung zu. Auch hier spielt die Elektromobilit?t eine gro?e Rolle.
Die in Elektrofahrzeugen eingebauten Energiespeicher k?nnten künftig als m?gliche Puffer für fluktuierende Energieerzeuger wie Wind- und Solarenergie dienen. Auf diese Art und Weise würden Elektrofahrzeuge einerseits zur Stabilisierung der Stromnetze beitragen und andererseits helfen, den Anteil erneuerbarer Energien am Energiemix zu erh?hen.
Joachim B?cker: ?Unseren Studentinnen und Studenten bietet sich auf jeden Fall ein vielf?ltiges und zukunftsweisendes Aufgabenfeld. 360直播吧 bekommen die notwendigen theoretischen und praktischen Hilfsmittel an die Hand und sind damit als Elektro-Ingenieure hervorragend für die Zukunft gerüstet.“
