Die Elektrik-Architektur eines Elektrofahrzeugs muss zuverlässig, effizient, fehlertolerant, sicherheitsgerecht und EMI/EMV-konform sein und es ermöglichen, alle Betriebsarten zu realisieren. Dies erfordert eine besondere Aufmerksamkeit bei der Gestaltung und Umsetzung einer Architektur, die heutige Anforderungen erfüllt und gleichzeitig für die Herausforderungen von morgen gewappnet ist, wie dieser Beitrag aufzeigt.

Energiemanagement / Ladetechnik

Mobilität

Elektromobilität

Elektrische Architektur: Das Rückgrat eines Elektrofahrzeugs

Überall setzt sich inzwischen die Erkenntnis durch, dass künftig kein Weg an der Elektromobilität vorbeiführt. Allerdings sind dafür noch einige Herausforderungen zu meistern. So ist beim Ausbau der Infrastruktur, beim Smart Charging, beim Plug&Charge sowie bei der Integration in ein intelligentes Stromnetz noch viel zu tun – und damit einhergehend auch bei der Standardisierung.

Die Herausforderungen der Elektromobilität

OEMs wie BMW und Audi haben schon vor Jahren angekündigt, Fahrzeuge mit drahtloser Ladetechnik auszustatten. Doch was bei Zahnbürsten längst alltäglich ist, führt bei Elektrofahrzeugen noch ein absolutes Nischendasein. Im Gespräch mit HANSER automotive begründet Peter Wambsganß von WiTiricity, warum es mit dem kabellosen Laden jetzt trotzdem schnell gehen kann und mit welchen Weiterentwicklungen zu rechnen ist.

»Induktivladen steht nicht im Wettbewerb zum kabelgebundenen Schnellladen«

E-Mobilität ist keine Illusion mehr, sondern das Modell der Zukunft. Dennoch haben viele noch Scheu vor einem Umstieg, denn der Gedanke an die ständige Suche nach einer Ladestation und das lästige Hantieren mit dem Kabel ist für den Verbraucher äußerst unattraktiv. Auch aus diesem Grund steht das induktive, also kontaktlose Laden bei den Herstellern sehr weit oben auf ihren To-Do-Listen.

Bidirektionales  induktives Laden

AVL ist das weltweit größte, unabhängige Unternehmen für die Entwicklung, Simulation und Prüftechnik von Antriebssystemen (Hybrid, Verbrennungsmotoren, Getriebe, Elektromotoren, Batterien und Software) für Pkw, Nutzfahrzeuge und Großmotoren.

Brennstoffzelle

Stromversorgung

Elektronik

Energie-Management

Entwicklungs-Tools

Automotive

Fahrerassistenzsysteme / Automatisiertes Fahren

Kfz-Antriebsstrang

Kfz-Systeme

Laderegelung Elektromobilität

Messtechnik, Testlösungen, Diagnose

AVL Deutschland GmbH

Als Automobilzulieferer ist ElringKlinger ein verlässlicher Partner für seine Kunden, um die Mobilität der Zukunft zu gestalten. Ob optimierter Verbrennungsmotor, leistungsfähiger Hybridmotor oder umweltfreundliche Batterie- und Brennstoffzellentechnologie – ElringKlinger bietet für alle Antriebsarten innovative Lösungen. Unsere Leichtbaukonzepte reduzieren das Fahrzeuggewicht, wodurch sich entweder bei Verbrennungsmotoren der Kraftstoffverbrauch samt CO2-Ausstoß verringert oder bei alternativen Antrieben die Reichweite erhöht. Für die immer komplexeren Verbrennungsmotoren entwickelt der Konzern sein Leistungsspektrum rund um Dichtungen kontinuierlich weiter, um stets den höchsten Anforderungen gerecht zu werden. Lösungen der thermischen und akustischen Abschirmtechnik runden das Angebot ab. Produkte aus dem Hochleistungskunststoff PTFE – auch für Branchen außerhalb der Automobilindustrie – ergänzen das Portfolio. Insgesamt engagieren sich innerhalb des ElringKlinger-Konzerns knapp 10.000 Mitarbeiter an 45 Standorten weltweit.

Dichtungen

Drucklufttechnik

Betriebsausrüstung / Betriebsmittel

Mechanische Konstruktionselemente

Maschinenelemente

Elektrische Antriebe

Antriebe

Energieführungen

Elektromechanik

Kunststoff-Halbzeuge

Halbzeuge und Zwischenprodukte

Schläuche aus Kunststoff

Teile nach Muster

Ventile

ElringKlinger AG

Vector Informatik ergänzt sein Steuergeräte-Portfolio um einen Controller zum Laden über Pantographen. Entwickler von elektrischen Nutzfahrzeugen profitieren damit von einer sofort verfügbaren Lösung zum schnellen und effizienten Laden mittels eines Stromabnehmers.

Laden von E-Nutzfahrzeugen über Pantographen

Die Zukunft von autonomen Fahrzeugen mit sowohl einer 12V- als auch einer 48V-Batterie steht unmittelbar bevor. Fast alle großen Automobilhersteller haben in den letzten Jahren an der Erprobung solcher Systeme gearbeitet, und es ist mit einer zügigen Implementierung zu rechnen. Experten sehen dies als entscheidenden Schritt auf dem Weg zum vollständig autonomen Fahrzeug.

Batterien

Energiespeicherung

Stromversorgung (Bordnetze)

Elektronische Bauelemente

Energiemanagement

Energieeffizienz

Stromversorgungslösung für 48V/12V-Batteriesysteme

Präzise Messergebnisse für Entwicklungen in der E-Mobility: In der neuen Web-Seminar-Reihe „CSM Xplained“ werden Grundlagen und Lösungen anwenderbezogen erklärt.

Brennstoffzellen

Beratung

Energiedatenmanagement

Sensoren / Aktoren

Energiespeichersysteme

CSM Xplained: Messtechnik für die E-Mobility

Das Energieunternehmen bp will gemeinsam mit der BMW Group und der Daimler Mobility AG den Zugang zur Ladeinfrastruktur in Europa ausbauen. Das Laden soll für die Fahrer von Elektrofahrzeugen komfortabler und einfacher werden.

Ladesäulen / Ladekonzepte

Ladesäulen

BMW, Daimler und bp kooperieren

Experten des Engineering-Spezialisten IAV haben ein Batteriekonzept entwickelt, das sich deutlich besser recyceln lässt als bestehende Akkusysteme und obendrein eine erheblich bessere CO2-Bilanz aufweist. Das Konzept kann auch in bestehende E-Modelle integriert werden.

Mit neuem Batteriekonzept zu weniger CO2-Emissionen

Audi kooperiert mit Energieversorgern und fördert so den Ausbau regenerativer Energien.

Audi kooperiert mit Energieversorgern

Unweit des britischen Nissan-Standorts Sunderland entsteht ein Fertigungszentrum für Elektrofahrzeuge.

Neues Elektroauto-Zentrum in Großbritannien geplant

Der VDA hat den Ausbau der Ladeinfrastruktur in 31 europäischen Staaten ausgewertet und daraus ein Ladenetzranking für Europa erstellt.

Infrastruktur-Ausbau zu langsam für E-Mobilitätsziele

80 Wochen kostenfreies Laden an flexiblen Schnellladesäulen – das Pilotprojekt von Volkswagen und der Stadt Wolfsburg ist zu Ende gegangen.

Volkswagen zieht Resümee aus Pilotprojekt in Wolfsburg

Fraunhofer ISI leitet Projekt »Hochleistungsladen im Lkw-Fernverkehr«

Das vom Fraunhofer ISI geleitete und unter der Schirmherrschaft des VDA stehende Projekt »Hochleistungsladen im Lkw-Fernverkehr« (HoLa) ist eines von drei Innovationsclustern für klimafreundliche Lkw-Antriebstechnologien, die das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) kürzlich vorstellte.

Konkret werden im HoLa-Projekt an vier Standorten je zwei Hochleistungsladepunkte mit dem Megawatt Charging System (MCS) aufgebaut und im realen Logistikbetrieb untersucht. Die Ladepunkte unterstützen die Anwendung dieses neuen Systems im Alltag und sind Grundlage für einen flächendeckenden Ausbau der Technologie. Am Projekt, das heute offiziell auf einer Auftaktveranstaltung gestartet wird, sind 13 Partner aus Industrie und Forschung beteiligt – darunter auch vier Lkw-Hersteller.

Um den Einsatz batterieelektrischer Antriebe und speziell das Megawattladen bei schweren Nutzfahrzeugen voranzutreiben, sind Hochleistungsladeparks unerlässlich. Hier sind momentan allerdings noch viele Fragen offen, insbesondere fehlen Erfahrungen beim Aufbau und Betrieb entsprechender Ladeparks. Genau hier setzt das neue Projekt »Hochleistungsladen im Lkw-Fernverkehr« (HoLa) an, das im Rahmen der Förderrichtlinie Elektromobilität vom BMVI gefördert wird.

Aufbau von Hochleistungsladeparks für Lkw entlang der A2

Im Projekt werden unter der Schirmherrschaft des VDA und der Konsortialführung des Fraunhofer ISI insgesamt acht Hochleistungsladepunkte an vier Standorten aufgebaut und betrieben. Zunächst werden in einer ersten Phase CCS (Combined Charging System)-Ladepunkte sowie im Anschluss Hochleistungsladepunkte mit MCS-Technologie geplant und errichtet. Die Standorte liegen entlang der Autobahn A2 und sind zwischen dem Ruhrgebiet und Berlin angesiedelt – neben Autobahn-Raststätten zählen auch Logistikzentren dazu, um unterschiedliche Anwendungsfälle berücksichtigen zu können.

Dr. Patrick Plötz, der das Projekt am Fraunhofer ISI leitet, äußert sich wie folgt zum neuen HoLa-Projekt: »Trotz technologischer Fortschritte und internationaler Vereinbarungen stiegen die verkehrsbedingten CO2-Emissionen zuletzt an. Deshalb ist gerade im Verkehrssektor der Umstieg zu klimaneutralen Antrieben entscheidend – damit sich batterieelektrische Antriebe auch im Schwerlastverkehr durchsetzen können, braucht es einen massiven Infrastrukturausbau, speziell was das Megawattladen anbelangt. Im Projekt HoLa steuern wir das nötige Wissen hierfür durch den prototypischen Aufbau und Betrieb von Hochleistungsladeparks für Lkw bei. Damit wollen wir helfen, entsprechende Standorte für E-Lkw frühzeitig in Logistikprozesse zu integrieren und Nutzungserfahrungen beim neuartigen Schnellladen von E-Lkw zu sammeln. Wir freuen uns besonders, im Projekt ein branchenübergreifendes Netz an Partnern zur Verfügung zu haben, das neben etlichen Forschungseinrichtungen auch Energieunternehmen, Netzbetreiber, Lkw-Hersteller oder Raststätten-Betreiber zu seinen Mitgliedern zählt.« Plötz betont zudem, dass im Projekt eine enge Abstimmung mit der Nationalen Leistelle Ladeinfrastruktur geplant ist und die Erkenntnisse direkt in den von der Leitstelle koordinierten Ladeinfrastrukturaufbau für Nutzfahrzeuge einfließt.

Das Projekt mit einem Gesamtbudget von 27 Mio. € und einem Fördervolumen von 12 Mio. € läuft von September 2021 bis Ende 2024 und wird heute in einer Auftaktveranstaltung mit allen Partnern offiziell gestartet.

Fraunhofer-Institut für Systemtechnik und Innovationsforschung ISI 

https://www.isi.fraunhofer.de

Die Fahrzeuge für das HoLa-Projekt stellt unter anderem Daimler Trucks zur Verfügung.

16:9

27092021_FraunhoferISI_KonsortiumHoLa

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