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Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Energiebedarf von Hybrid- und elektrisch betriebenen Fahrzeugen, dem Aufwand für die Klimatisierung und den Möglichkeiten den Verbrauch zu optimieren. Untersucht wird, inwieweit am Fahrzeug aufgebaute Photovoltaik Elemente zum einen die elektrische Energie für den Betrieb bereitstellen können, und zum zweiten die sich daraus ergebende Beschattung des Fahrzeuginnenraums zur Reduktion des Klimatisierungsaufwands beiträgt. Zwei Konstruktionsvorschläge von adaptierbaren Photovoltaik-Flächen und die daraus resultierende Verbesserung bezüglich Energieeffizienz werden beschrieben.
Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit den Chancen und Grenzen von Elektrofahrzeugen zu konventionellen Fahrzeugen. Durch die immer knapper werdenden Ressourcen muss eine bezahlbare neue Alternative zu den Verbrennungsmotoren gefunden werden. Die Entwicklung der Elektromobilität ist auf einem guten Weg einen stetig wachsenden Marktanteil zu erreichen. Diese Arbeit soll durch verschiedene Berechnungen eine vergleichende Wirtschaftlichkeitsanalyse zwischen konventionellen Antrieben und Elektroantrieben darstellen. Die Ergebnisse zeigen aus heutiger Sicht ein eindeutiges Ergebnis. Schwachpunkte und mögliche Potentiale zur Steigerung des Marktanteiles wurden dabei aufgedeckt und analysiert. Ein weiterer Bestandteil dieser Arbeit ist die Szenario-Analyse. Mit Hilfe dieser Methode wurden verschiedene Prognosen für das Jahr 2030 aufgestellt. Diese Prognosen sollen aufzeigen, das Elektrofahrzeuge unter bestimmten Voraussetzungen großes Potenzial am Zukunftsmarkt haben.
Das Ziel dieser Arbeit ist die Systemintegration des Hochvoltakkumulators in das erste Elektrorennfahrzeug des Technikum Mittweida Motorsport. Die Integration sollte unter Einhaltung des Formula Student Reglements der FSG sowie der FSAE geschehen.
Als Erstes befasst sich die Arbeit mit einem grundlegenden Einblick in die, durch die Regelwerke gestellten Anforderungen sowie dem Fahrzeuggesamtkonzept. Dieser Einblick konzentriert sich vorwiegend auf den elektrischen Teil des Gesamtkonzepts sowie den Regeln für vollelektrisch angetriebene Formula Student Fahrzeuge.
Anschließend folgt der grundlegende Aufbau des Hochvoltakkumulators. Dazu gehört Bauteilpositionierung, Auslegung und Auswahl von Steckverbindern, Sensoren, Sicherungen, die Dimensionierung der Vorladeschaltung und das Layout der Stack-PCBs. Es folgt ein Überblick über das eingesetzte Battery Management System . Nach diesem Über-blick folgt der Ablauf der Inbetriebnahme des Akkumulators und die Beseitigung von Problemen, die im Fahrbetrieb auftraten. Als Letztes wird der Aufbau zum Laden des Akkumulators und dessen Inbetriebnahme erläutert.
Die Zukunft der Mobilität gehört den Elektroautos, sofern die Infrastruktur geboten werden kann, die notwendig ist, um die Elektromobilität, ohne die jetzigen Nachteile wie Reichweite oder Lademöglichkeiten der Batterien, als hemmende Kriterien zu ermöglichen. Des Weiteren müssen auch Standards bezüglich der Sicherheit von Elektrofahrzeugen und deren Komponenten einer genauen Prüfung unterzogen werden. In dieser Diplomarbeit wird ein Vergleich von dynamischen Belastungstests eines Batterierahmens im Frequenzbereich durchgeführt.
Es soll eine Gegenüberstellung eines realen Vibrationstests, der mit einer frequenzabhängigen Belastung, die durch eine spektrale Leistungsdichte (SLD) definiert ist, mit einem simulierten Vibrationstest durchgeführt werden.
Für den Modellaufbau und die Spannungsberechnung wird die FEM Software Abaqus und für die Schädigungsrechnung Femfat Spectral verwendet.
Der Vergleich der Ergebnisse aus realem Vibrationstest und der Simulation zeigt, dass es in beiden Varianten zu Schädigungen im Batteriegehäuse gekommen ist. Daraus ist zu schließen, dass für Festigkeitsberechnungen von Batterierahmen für Elektrofahrzeuge auf zeit- und kostenintensive reale Vibrationstests verzichtet werden kann.
Die Welt der Fahrzeugmobilität befindet sich in einem schnellen Wandel. Im Jahr 2020 werden bereits 75 % der neu zugelassenen Fahrzeuge mit dem Internet verbunden sein; 2040 ist laut Prognosen bereits jedes dritte verkaufte Auto ein Elektrofahrzeug. Die Automobilhersteller müssen sich auf die Zukunft der Mobilität einstellen, bei der die Fahrzeuge nicht nur elektrisch angetrieben, sondern auch mit dem Fahrer, dem Mobiltelefon, mobilen Apps, Ladesäulen, Geschäften und weiteren Schnittstellen des täglichen Lebens verbunden sein werden.
Die Industrie hat sich in den letzten Jahren bereits an diese Trends angepasst. Mit dem Angebot an Lademöglichkeiten für die Fahrzeuge mit dem elektrischen Antrieb kann jetzt und vor allem auch zukünftig ihre Attraktivität für die Konsumenten oder auch ein monetäres Einsparpotential durch die Nutzung von elektrischen E-Fahrzeugflotten erhöht werden.
Auch vonseiten des Staats wird dieser Wandel unterstützt. Zahlreiche Institutionen formulierten bereits vor einigen Jahren Zielsetzungen, um die Bewegung der Elektromobilisierung voranzutreiben.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Untersuchung und der Beschreibung verschiedener Ladeeinrichtungen für Elektrofahrzeuge. Anfangs werden umweltpolitische Rahmenbedingungen, der E-Fahrzeugbestand in Österreich und allgemeine Betrachtungsweisen des Themas Elektromobilität behandelt. Eine Abgrenzung des Themas erfolgt mit der Behandlung von batterieelektrischen- und hybridelektrischen Fahrzeugen. Niedriger Energiebedarf und die theoretischen und tatsächlichen Reichweiten von E-Automobilen bilden das Anwenderbedürfnis nach effizienten Ladetechnologien. Die Zusammenhänge von Kapazität, Wirkungsgrad und Funktion von Lithium-Ionen-Akkumulatoren, sowie die Aufgaben des Batteriemanagementsystems werden erörtert. Der möglichen Infrastruktur-Systemintegration werden Aspekte zu Ladeverfahren, Ladeorte, Komfort und Ladeformen gegenübergestellt. Im Bereich der Ladetechnik werden konduktive und induktive Systeme untersucht. Dabei werden insbesondere vollautomatisierte und komforterhöhende Systemkonzepte und deren Einflussfaktoren auf die Elektromobilität berücksichtigt, sowie deren Vor- und Nachteile erfasst. Dabei wird ein Ausblick auf zukünftige Entwicklungsrichtungen gegeben.
Umwelt- und Kostenvergleich von Elektro- und Verbrennungsfahrzeugen anhand ausgewählter PKW-Modelle
(2021)
Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit dem Vergleich von Elektrofahrzeugen und Verbrennungsfahrzeugen. Verglichen werden die Einflüsse der Fahrzeuge auf die Umwelt und deren Rentabilität. Ebenso wird darauf eingegangen, wie sich ein Elektroauto auf die Stromauslastung und Infrastruktur auswirkt.
Benzin oder Diesel? Erdgas oder Biosprit? Akkumulatoren, Hybrid oder doch Brenn-stoffzellen? Autokäufer stehen oft vor dieser schwierigen Entscheidung, vor allem wenn es um die Anschaffung eines Neuwagens geht, und der Markt eine Reihe von unterschiedlichsten Möglichkeiten der Fortbewegung bietet. Besonders seit Beginn des 21. Jahrhunderts wird der Umweltgedanke großgeschrieben. Doch wer wirklich einen sauberen Beitrag zum Klimaschutz leisten will und ein Fahrzeug mit sauberer Antriebstechnik sucht, steht vor einem Rätsel. Ziel der Diplomarbeit ist es, die gegenwärtige Situation sowie die Rahmenbedingungen für E-Mobilität zu analysieren, Alternativantriebe zu vergleichen und zu ermitteln, wie ökonomisch Elektrofahrzeuge im Alltagsgebrauch wirklich sind.