Elektromobilität: Grundlagen und Praxis
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| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
München
Hanser
[2020]
|
| Edition: | 4., aktualisierte Auflage |
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| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | 239 Seiten Illustrationen, Diagramme 24 cm |
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|---|---|
| adam_text | INHALT
Q EINFUEHRUNG.. 15
Q UEBERBLICK ELEKTROFAHRZEUGE . 19
2.1 GESCHICHTE UND GRUNDSAETZLICHE BEDEUTUNG. 19
2.2 KONSTRUKTIVE UNTERSCHIEDE ZWISCHEN ELEKTROFAHRZEUG UND
HERKOEMMLICHEM KRAFTFAHRZEUG. 20
2.3 DIE VORTEILE DES ELEKTROANTRIEBS. 23
2.4 DIE NACHTEILE DES ELEKTROANTRIEBS . 26
2.5 VORGABEN ZUR C02-REDUKTION ALS TREIBER FUER DIE ELEKTROMOBILITAET. 27
Q AUSFUEHRUNGSFORMEN VON ELEKTROFAHRZEUGEN IN DER PRAXIS . 28
3.1 ELEKTRO-PKW. 28
3.1.1 REINE ELEKTROFAHRZEUGE, BATTERIEELEKTRISCHE FAHRZEUGE . 28
3.1.2 ELEKTROFAHRZEUGE MIT RANGE EXTENDER, RANGE EXTENDED
ELECTRIC VEHICLE (REEV). 30
3.1.3 HYBRIDFAHRZEUGE, HYBRID ELECTRIC VEHICLE (HEV). 31
3.1.3.1 MIKROHYBRID . 33
3.1.3.2 MILDHYBRID . 33
3.1.3.3 VOLLHYBRID. 33
3.1.3.4 PLUG-IN-HYBRIDE . 34
3.1.3.5 ANTRIEBSSTRUKTUR DER HYBRIDE. 35
3.1.3.6 HYBRIDSYSTEME IN DER FORMEL 1 . 37
3.1.3.7 BRENNSTOFFZELLENFAHRZEUG . 38
3.1.3.8 FUNKTION DER BRENNSTOFFZELLE . 39
3.1.3.9 SPEICHERUNG DES WASSERSTOFFS IM FAHRZEUG . 39
3.1.3.10 WASSERSTOFFVERSORGUNG . 40
3.1.3.11 WIE WIRD DER WASSERSTOFF PRODUZIERT? . 40
3.1.3.12 BEISPIELE BRENNSTOFFZELLENFAHRZEUGE . 41
3.2 ELEKTROBUSSE. 42
3.3 ELEKTRO-NUTZFAHRZEUGE. 42
3.4 ELEKTROFAHRRAEDER ... .*. 43
3.4.1 BAUFORMEN VON ELEKTROFAHRRAEDERN. 44
3.4.2 REICHWEITE VON ELEKTROFAHRRAEDERN. 46
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
HTTP://D-NB.INFO/1202620590
10 INHALT
3.5 WEITERE ELEKTROFAHRZEUGE ....................................... 47
3.5.1 SEGWAY . 47
3.5.2 ELEKTROMOTORRAEDER .. 49
3.5.3 ELEKTROFLUGZEUGE ....................................... 50
Q| GRUNDLAGEN KFZ-ANTRIEBE ...... 5 T
4.1 UEBERSICHT ANTRIEBE............................................. 51
4.2 VERBRENNUNGSMOTOR. 51
4.2.1 FUNKTION VIERTAKTMOTOR .. 52
4.2.2 LEISTUNG, DREHMOMENT UND VERBRAUCH DES VERBRENNUNGS
MOTORS . 54
4.2.2.1 ENERGIEBILANZ UND BERECHNUNG DES WIRKUNGSGRADS
AUS DEM SPEZIFISCHEN VERBRAUCH . 56
4.2.2.2 LASTANHEBUNG BEI HYBRIDFAHRZEUGEN .............. 57
4.2.2.3 BERECHNUNG DER MOTORLEISTUNG IM VERBRAUCHS
KENNFELD . 59
Q[ ELEKTRIFIZIERTER ANTRIEBSSTRANG ................................. 60
5.1 ELEKTROMOTOR... 60
5.1.1 ANFORDERUNGEN .. 61
5.1.2 KURZBESCHREIBUNG ELEKTROMOTOREN .. 61
5.1.3 GLEICHSTROMMOTOR...... 61
5.1.4 DREHSTROMMOTOR .. 63
5.1.5 BETRIEB VON DREHSTROMMOTOREN IN ELEKTROKRAFTFAHRZEUGEN ..... 67
5.1.6 LEISTUNG UND DREHZAHL-DREHMOMENTVERHALTEN DER
ELEKTROANTRIEBE .. 68
5.1.7 BERECHNUNGSGRUNDLAGEN FUER DEN PKW-ELEKTROANTRIEB. 70
5.1.7.1 LEISTUNG DES ANTRIEBS UND LEISTUNG DES
GESAMTFAHRZEUGS .. 71
5.1.7.2 ZUSAMMENHANG FAHRZEUGGESCHWINDIGKEIT UND
MOTORDREHZAHL . 72
5.1.7.3 ERMITTLUNG DER NOTWENDIGEN GETRIEBEUEBERSETZUNG .. 73
5.1.7.4 BERECHNUNG DER ANTRIEBSKRAFT DES FAHRZEUGS AUS
DEM DREHMOMENT DES MOTORS. 74
5.1.7.5 BERECHNUNG DER BESCHLEUNIGUNG AUS DER
ANTRIEBSKRAFT ................................. 77
5.2 ENERGIESPEICHER AKKU .. 78
5.2.1 GRUNDLAGEN UND BEGRIFFE .. 78
5.2.2 BASISZELLE LITHIUM-IONEN-AKKU ........................... 79
5.2.3 LI-IONEN-AKKU ALS FAHRZEUGAKKU .......................... 81
5.2.3.1 AKKUKAPAZITAET UND REICHWEITE VON ELEKTRO
FAHRZEUGEN . 83
5.2.3.2 DIE LEBENSDAUER VON FAHRZEUGAKKUS .. 85
5.2.3.3 DAS BATTERIE-MANAGEMENT-SYSTEM (BMS) .......... 85
5.2.3.4 SICHERHEIT DER FAHRZEUGAKKUS ................... 87
INHALT 11
5.2.4 HERSTELLER ... 87
5.2.5 AUSBLICK WEITERENTWICKLUNG AKKUS .. 88
5.3 LEISTUNGSELEKTRONIK, INVERTER .... 89
Q LADEN UND LADEINFRASTRUKTUR.
91
6.1 GRUNDLAGEN AKKULADEN ....................,,................... 91
6.1.1 DIE LADERATE ........................................... 92
6.1.2 KAPAZITAET DES AKKUS . 92
6.1.2.1 KAPAZITAET IN AMPERESTUNDEN (AH) .. 92
6.1.2.2 KAPAZITAET IN WATTSTUNDEN (WH) UND WIRKUNGSGRAD .. 92
6.1.3 ANFORDERUNGEN BEIM LADEN VON LITHIUM-IONEN-BASISZELLEN .... 93
6.1.4 LADEN VON LI-IONEN-FAHRZEUGAKKUS .. 94
6.2 DAS LADEN VON ELEKTROFAHRZEUGEN ... 95
6.2.1 LADEARTEN UND LADEMODI... 96
6.2.2 ZUSAMMENHANG LADELEISTUNG/LADEDAUER... 99
6.2.3 ANSCHLUESSE ZUM LADEN: STECKVERBINDUNGEN. 100
6.2.4 SICHERHEIT BEIM LADEN.., 102
6.3 ENTWICKLUNG DER LADEINFRASTRUKTUR ---......---- 102
6.4 WEITERENTWICKLUNG VON LADEKONZEPTEN. 105
6.4.1 INDUKTIVES LADEN. 105
6.4.2 WECHSELAKKU .. 106
6.4.3 INTELLIGENTES LADEN, VEHICLE TO GRID.. 107
6.4.4 DICHTE VON LADESTATIONEN . 108
Q VERBRAUCH UND REICHWEITE VON E-FAHRZEUGEN.
109
7.1 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN. 109
7.1.1 BERECHNUNGSGROESSEN. 109
7.1.2 BERECHNUNGSGLEICHUNGEN FUER DIE BESCHREIBUNG DER
FAHRZEUGBEWEGUNG ....- 110
7.1.3 ENERGIE UND VERBRAUCH. 112
7.1.4 ANTRIEBSKRAFT UND FAHRWIDERSTAENDE . 113
7.2 VERBRAUCHSSIMULATIONEN. 116
7.2.1 EINFLUSSGROESSEN. .......... 116
7.2.2 LEISTUNG UND ANTRIEBSKRAFT IN ABHAENGIGKEIT VON DER
GESCHWINDIGKEIT. 116
7.2.3 FAHRWIDERSTAENDE UND VERBRAUCH. 117
7.2.4 EINFLUSS DER REKUPERATION AUF DEN VERBRAUCH . 120
7.3 VERBRAUCH ELEKTROFAHRZEUGE IM NEFZ. 124
7.3.1 DER NEFZ-FAHRZYKLUS ............................. 124
7.3.2 NEFZ-VERBRAUCHSSIMULATIONEN ----------------....-. 127
7.3.3 EINFLUSS VON AENDERUNGEN AUSGEWAEHLTER KONSTRUKTIONS
PARAMETER ......... 131
7.3.4 NEFZ-VERBRAUCH BEI PLUG-IN-HYBRIDEN . 132
7.3.5 ELEKTRISCHE REICHWEITE (NEFZ). 135
7.3.6 EINFLUSS VON ZUSATZVERBRAUCHERN AUF DIE REICHWEITE ......... 136
12
INHALT
7.3.6.1 REICHWEITENVERLUSTE DURCH HEIZEN UND KUEHLEN ..... 137
7.3.OE.2 VERBESSERUNGSANSAETZE FUER HEIZUNG UND
KLIMATISIERUNG... 138
7.3.7 ALTERNATIVE MESSZYKLEN UND UEBERTRAGBARKEIT DER NEFZ-
MESSWERTE AUF REALE FAHRSITUATIONEN ....................... 139
7.4 SCHLUSSFOLGERUNGEN AUS DEN VERBRAUCHSERMITTLUNGEN .. 141
Q| STROM FUER DIE ELEKTROFAHRZEUGE ..... 142
8.1 ENERGIEERZEUGUNG .. 142
8.1.1 PRIMAERENERGIEQUELLEN. 142
8.1.2 DER STROMMIX DEUTSCHLAND .. 143
8.1.3 ERNEUERBARE ENERGIEN .. 146
8.1.3.1 STROM AUS PHOTOVOLTAIK-ANLAGEN .................. 148
8.1.3.2 WINDENERGIE... 150
8.1.3.3 STROM AUS BIOMASSE ............................ 151
8.1.3.4 WASSERKRAFT ................................... 153
8.2 SPEICHERUNG VON STROM ......................................... 155
8.2.1 SPEICHERTECHNOLOGIEN .. 156
8.2.2 BESCHREIBUNG WICHTIGER STROMSPEICHER ..................... 157
8.2.2.1 AKKUMULATOREN .. 157
8.2.2.2 PUMPSPEICHERWERKE ............................ 158
8.2.2.3 ERDGASSPEICHER. 159
8224 POWER-TO-GAS .................................. 160
Q UMWELTBILANZ VON ELEKTROFAHRZEUGEN .......................... 164
9.1 BEURTEILUNGSMOEGLICHKEITEN FUER EINE UMWEITBILANZ ..................
164
9.2 HERSTELLUNGS- UND VERWERTUNGSPHASE DER E-FAHRZEUGE ...............
166
9.3 NUTZUNGSPHASE ................................................ 167
9.3.1 LAERM . 167
9.3.2 LUFTSCHADSTOFFE .. 167
9.3.3 C02-AUSSTOSS ALS MASS FUER DIE KLIMASCHAEDLICHKEIT DES
AUTOVERKEHRS . 168
9.4 OEKOBILANZ ELEKTROFAHRZEUGE IM VERGLEICH ZU VERBRENNER-FAHRZEUGEN ..
170
M
MARKT ... 174
10.1 KOSTENVERGLEICH ELEKTROAUTOS - KONVENTIONELLE FAHRZEUGE. 174
10.1.1 ANZUSETZENDE KOSTEN ................................... 174
10.1.2 VERGLEICHSRECHNUNG ELEKTROFAHRZEUG/VERBRENNUNGSMOTOR-
FAHRZEUG . 175
10.2 ANGEBOT AN ELEKTROFAHRZEUGEN UND VERBREITUNG . 179
10.2.1 VERBREITUNG VON ELEKTROFAHRZEUGEN ........................ 179
10.2.2 ANGEBOTE ELEKTROFAHRZEUGE ............................... 181
10.2.2.1 REINE ELEKTRO-PKW ............_.... 182
10.2.2.2 PLUG-IN-HYBRIDE . 190
INHALT 13
10.2.2.3 NUTZFAHRZEUGE . 192
10.2.2.4 BRENNSTOFFZELLENFAHRZEUGE. 194
10.3 WIRKUNG STAATLICHER FOERDERUNG . 195
10.4 SCHLUSSFOLGERUNGEN MARKT . 197
Q| MOBILITAETSKONZEPTE MIT ELEKTROFAHRZEUGEN.198
11.1 CARSHARING . 198
11.1.1 CAR2GO . 198
11.1.2 DRIVENOW . 200
11.1.3 CARSHARING IM LAENDLICHEN RAUM . 201
11.2 E-TAXIS. 201
11.3 ELEKTROBUSSE. 202
11.4 GUETERVERKEHR . 203
11.4.1 PAKETZUSTELLUNG MIT ELEKTROFAHRZEUGEN. 203
11.4.2 ELEKTRO-LKW. 205
M
FOERDERUNG DER ELEKTROMOBILITAET IN DEUTSCHLAND ............... 206
12.1 FOERDERBEREICHE DER BUNDESMINISTERIEN UND LEUCHTTURMPROJEKTE ... 206
12.2 SCHAUFENSTER FUER ELEKTROMOBILITAET ................................
208
12.3 NPE-FORTSCHRITTSBERICHTE 2014 UND 2018 ..........................
208
UEL SCHLUSSFOLGERUNGEN UND GESAMTBEURTEILUNG .................. 211
**
BERECHNUNGEN.213
14.1 AUFGABEN . 213
14.2 WORKSHOP SIMULATION. 219
M GLOSSAR.224
F/L
VERZEICHNIS BILDQUELLEN .227
**
LITERATUR .229
| INDEX
233
|
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| author | Karle, Anton 1953- |
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| discipline | Maschinenbau / Maschinenwesen Wirtschaftswissenschaften Verkehrstechnik Verkehr / Transport |
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