09.09.2015

Elektrifizierung macht Autos effizienter




 

Autoren: Anthony Vaughan und Jeff Stafford, Texas Instruments

 

Die heutigen hohen Kraftstoffpreise d√ľrften schon so manche Reisepl√§ne durchkreuzt haben. Allerdings gibt es hinsichtlich der Konstruktion der Kraftfahrzeuge mittlerweile Fortschritte, die Abhilfe versprechen. Viele dieser Weiterentwicklungen wirken zusammen und sorgen daf√ľr, dass extrem effiziente Fahrzeuge mit Hybrid- oder Elektroantrieb entwickelt werden k√∂nnen. 

 

Der Einzug der Elektrik in die Kraftfahrzeuge begann vor mehr als 100 Jahren, als Erfindungen wie das elektrische Licht und Elektromotoren auch in Automobilen Verwendung fanden. Die seit einiger Zeit vonstattengehende Revolution in der Elektrifizierung der Autos wird jedoch von der Notwendigkeit getrieben, den Wirkungsgrad der Automobile zu steigern, die Auswirkungen steigender Kraftstoffpreise auf die Geldbeutel der Verbraucher zu mildern und die den Automobilherstellern von staatlicher Seite auferlegten Vorschriften hinsichtlich des CO2-Aussto√ües zu erf√ľllen. Das Spektrum der Elektrifizierungs-Optionen reicht von vollst√§ndig elektrisch angetriebenen Fahrzeugen bis zum Mild-/Mikro-Hybridantrieb mit Start-Stopp-Technik. Letztere schaltet den Verbrennungsmotor bei Nichtgebrauch ab. Generell wird der Verbrennungsmotor vom Start-Stopp-System bei jedem Halt des Fahrzeugs abgeschaltet und neu gestartet, sobald es wieder beschleunigt.

 

F√ľr die Automobilkonstrukteure ist es das wichtigste Ziel, die Autofahrer das Aus- und Einschalten des Verbrennungsmotors m√∂glichst wenig sp√ľren zu lassen. Hierf√ľr bedienen sich die Konstrukteure folgender Methoden:

  • Eine integrierte, direkt in den Antriebsstrang geschaltete Kombination aus Anlasser und Generator minimiert den Zeitaufwand zum Anlassen des Verbrennungsmotors.
  • Eine elektrisch angetriebene √Ėlpumpe wird benutzt, um das Getriebe√∂l auch bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor unter Druck zu halten, damit die hydraulische Kupplung m√∂glichst schnell anspricht.
  • Ein elektrischer Antrieb des Klimaanlagen-Kompressors vermeidet Komfortbeeintr√§chtigungen f√ľr die Fahrzeuginsassen.
  • Elektrisch bet√§tigte Ventile mit variablem Timing steigern den Wirkungsgrad des Motors.
  • Elektrische Unterst√ľtzung reduziert das ‚ÄöTurbo-Loch‚Äė.
  • Eine per Elektromotor angetriebene Vakuumpumpe h√§lt stets die volle Bremswirkung aufrecht.
  • Der Antrieb der Servolenkung erfolgt durch einen Elektromotor, der nur bei Bedarf eingreift.

Erg√§nzend zu diesen Techniken, die in Fahrzeugen mit Mild-/Mikro-Hybridantrieb zum Einsatz kommen, gibt es auch Konfigurationen mit Vollhybrid- und Elektroantrieb. Diese Systeme nutzen in der Regel einige der oben aufgez√§hlten Methoden im Verbund mit einem Elektromotor und einer gro√üen Batterie, um ein regeneratives Bremsen zu erm√∂glichen. Der Elektromotor leistet dabei Unterst√ľtzung beim Beschleunigen des Fahrzeugs. Beim Verz√∂gern bzw. Bremsen fungiert er dagegen als Generator und speist Energie in die Batterie zur√ľck. Die Energie, die der Batterie w√§hrend des Verz√∂gerns zugef√ľhrt wird, steht beim n√§chsten Beschleunigungsvorgang wieder zur Verf√ľgung. Speziell bei einem hohen Anteil an Stop-and-Go-Verkehr k√∂nnen derartige Systeme den Kraftstoffverbrauch entscheidend senken.

 

Die C2000 Mikrocontroller von Texas Instruments mit der InstaSPIN-Motorregelungs-Technologie schaffen die Voraussetzungen zur Umsetzung vieler der soeben aufgez√§hlten Methoden der Fahrzeug-Elektrifizierung, indem sie die Echtzeitsteuerung der Motoren im Auto erlauben. Weitere Informationen √ľber das Produktangebot von TI f√ľr Hybrid- und Elektrofahrzeuge finden Sie im Hybrid and Electrical Vehicle Guide.


 


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