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Inhalt / Beschreibung
1 Überblick, Umwelt und EMV (Prof. Heiden) 1
1.1 Regelsystem Fahrzeug 1
1.2 Umwelt-/ Umfeldeinflüsse 1
1.3 Belastungen / Einflussfaktoren und Auswirkungen 1
1.4 EMV 3
1.4.1 Quellen für EMV 3
1.4.2 Ausbreitung und Einkopplung von Störungen 3
1.4.3 Entstörungsmögichkeiten 4
2 Motorsysteme (Prof. Heiden) 5
2.1 Motorsteuergerät / -steuerung 5
2.2 Starter 6
2.2.1 Prinzipaufbau eines Starters 6
2.2.2 Elektrische Verschaltung 6
2.3 Kraftstoffversorgung 7
2.3.1 Kraftstoffkreislauf und Verteilung 7
2.4 Luftzufuhr 8
2.4.1 Ansaugsysteme 8
2.4.2 Lufttemperaturmesser 9
2.4.3 Luftmassenmesser 9
2.5 Gemischbildung 9
2.5.1 Luft-Kraftstoff-Gemisch 9
2.5.2 Katalysator 10
2.5.3 -Regelung / -Sonde 10
2.6 Zündung 10
2.6.1 Zündkerze 10
2.6.2 Hochspannungserzeugung 11
2.7 Verbrennung 11
2.7.1 Prinzip des 4-Takts 11
2.7.2 Prinzip der induktiven Zündauslösung 11
2.7.3 Verbrennungsvorgang 12
2.7.4 Klopfsensorregelung / -aufbau / -signale 12
2.7.5 Abgasrückführung zur Verringerung der Schadstoffentstehung 12
3 Getriebesysteme (Prof. Heiden) 13
3.1 Fahrtwiderstandsgleichung 13
3.2 Elemente des Antriebsstrangs 13
3.3 Aufgabe von Getriebe und Kupplung 13
3.4 Elektrohydraulisches Planetengetriebe 14
3.4.1 Mechanischer Aufbau 14
3.4.2 Elektronische Getriebesteuerung 15
3.4.3 Fehlerhandling 15
3.4.4 Selbstüberprüfung des Steuergerätes 15
3.4.5 Steuerungen bei einer Lasthochschaltung 16
3.4.6 Verhalten einer adaptiven Getriebesteuerung 16
4 Energiebordnetz (R. Weber) 17
4.1 Hauptkomponenten des Energiebordnetzes im Fahrzeug 17
4.2 Generator (Lichtmaschine) 17
4.2.1 Energiewandlung nach dem elektrodynamischen Prinzip 17
4.2.2 Gleichrichtung der Wechselspannung: 17
4.2.3 Regelung des Erregerstroms IErr 18
4.2.4 Aufbau eines Generators (Lichtmaschine) 18
4.2.5 Starter-Generator-Systeme (2 Arten) 18
4.3 Batterie 19
4.3.1 Batterie – Grundlagen 19
4.3.2 Batterie – Kennlinien und Einflussfaktoren 20
4.4 Energie- und Leistungsmanagement 20
4.4.1 Grundanforderungen 20
4.4.2 Elektrische Ladebilanz 21
4.4.3 Verbraucherprofile 21
4.4.4 Priorisierung der Energiesparmaßnahmen nach dem Grad der Funktionseinschränkung 22
5 Elektrofahrzeuge (R. Weber) 23
5.1 E/E – Architektur von Elektrofahrzeugen 23
5.2 Unterschiede Bordnetz-Architekturen 23
5.3 Funktionsprinzip DC/DC Wandler 24
5.4 Anforderungen an das 12-Volt-Energiebordnetz 24
5.5 Auslegung des DC/DC Wandlers 25
5.6 Energieflussschema Laden 25
5.7 E-E Architektur zum Laden von Elektrofahrzeugen 26
5.8 Klassifizierung der Ladearten 26
5.9 Lademodus: Betriebsarten nach IEC 61851 27
5.10 Ladesteuerung über Control Pilot 27
5.11 Funktionen und Schema der Ladeschnittstelle 28
5.12 Energieversorgung von E-Fahrzeugen 28
6 Wasserstoffmobilität (Dr. Schagl) 29
6.1 Motivation 29
6.2 Wasserstofftypen und Abkürzungen 29
6.3 Effizienzvergleich Batterie und Brennstoffzelle 30
6.4 Vergleich Batterie – H2 31
6.5 Fahrzeugintegration von H2-Tanks 31
6.6 Verbrennungsmotor – Vergleich: Fuel – H2 31
6.7 Speichertechnologien 32
6.8 Klassifizierung der H2-Kraftstoffe: 32
6.9 Betankungsvorgang 33
6.10 Kryogener Wasserstoff – Details 33
6.11 Liquid-Hydrogen (LH2) 34
6.12 Infrastruktur Themen für H2 34
7 HV-Speicher / Li-Ionen Technologie (Dr. E. Hockgeiger) 35
7.1 Warum E-Fahrzeuge jetzt? 35
7.2 Leistungs- und Energieanforderungen HV-Speicher 35
7.3 Grundlagen Zelle und System 36
Systemkomplexität HV-Speicher-System 37
7.4 Li-Ionen-Technologie 37
7.5 Kundenwertigkeit – Herausforderungen 38
7.6 Weiterentwicklungspotential Li-Ionen 39
8 Leistungselektronik (Frank Vogel, EA-45) 41
8.1 Überblick 41
8.2 Pulswechselrichter 41
8.3 DC/DC Wandler 42
8.4 Hochsetzsteller 42
8.5 Onboard Ladegerät 43
8.6 Kühlkonzepte für Leistungselektronik 43
8.7 Fehleranalysemöglichkeiten an Bauteilen 44
8.8 Wahl des richtigen Integrationsgrades 44
9 Elektrische Maschinen und Antriebe (Dr. Christian Schmidt) 45
9.1 Hauptkomponenten 45
9.2 Kundenanforderungen 45
9.3 Kenngrößen für die Auslegung 45
9.4 Funktionsweise 46
9.5 Varianten 46
9.6 Magnete 46
9.7 Optimierungsmöglichkeiten der Systemauslegung 47
9.8 Absicherung in der Automotive-Entwicklung 47
9.9 Randbedingungen bei der Entwicklung 47
9.10 Differenzierungmöglichkeiten 48
9.11 Zusammenfassung 48
10 Herausforderungen und Chancen der Elektromobilität (Trachtler – EA-4) 49
10.1 Verbrauchspotentiale im Überblick 49
10.2 Nutzerprofile für E-Antriebe 49
10.3 Äußere Einflußfaktoren E-Mobilität 49
10.4 Abschätzung Amortisationsdauer in Jahren 50
10.5 Zusammenfassung 50 |
