Netzintegration von Fahrzeugen mit elektrifizierten ... - JUWEL

5.1 Grundlegende Aspekte zur Elektromobilität
triebspunkte der elektrischen Maschine sehr flexibel einstellen. Der Elektromotor erzeugt die
gesamte (bei rein elektrischem Antrieb) oder einen Teil der Antriebsleistung.
Batterieelektrisches Fahrzeug (BEV)
Der Elektroantrieb lässt sich in drei Komponenten gliedern: Elektromotor, Regelung und
Leistungselektronik. Weitere Bestandteile steuern das Ein- und Ausschalten des Antriebs,
Sicherung oder Überwachung. Die Energieversorgung für die elektrische Maschine und aller
Nebenverbraucher erfolgt über einen Akkumulator. Dieser muss sowohl ausreichend Leistung
für alle auftretenden Fahrsituationen (Antrieb und regeneratives Bremsen) bereitstellen
als auch entsprechend Energie speichern können, um eine angemessene Reichweite ermöglichen.
Die Batterie wird in aller Regel über das elektrische Netz geladen. Aufgrund ihrer
vergleichsweise hohen Energiedichten haben sich aktuell Lithium-Ionen Batterien als Energiespeicher
für Fahrzeuge mit elektrifiziertem Antriebstrang fast vollständig durchgesetzt und
sind am Markt verfügbar. Im Projekt NET-ELAN werden ausschließlich Lithium-Ionen Batterien
betrachtet.
Hybridantrieb (HEV)
In einem Hybridfahrzeug gibt es zwei oder mehr vollständige Antriebsysteme, die von der
Energiespeicherung bis zur Energiewandlung und Abgabe als mechanische Leistung alle
notwendigen Prozesse gewährleisten. Bei vielen Hybridfahrzeugen ist die Ladebilanz ausgeglichen,
d.h. die Batterie wird während des Fahrens aufgeladen und bedarf keiner zusätzlichen
Ladung aus dem Stromnetz. Für Projektansätze wie die im Rahmen von NET-ELAN
betrachtete Netzintegration von Elektrofahrzeugen sind jedoch – neben BEV – Plug-in Hybridfahrzeuge
(Grid-connected Hybrid Vehicles) oder Range Extended Electric Vehicles
(REEV) von Bedeutung. Deren Batterie wird auch oder ausschließlich aus dem Stromnetz
geladen.
Man unterscheidet drei Bauformen:
• Paralleler Hybrid: Verbrennungsmotor und Elektromotor können ihr Antriebsmoment in
mindestens einem Betriebsmodus gleichzeitig übertragen. Dies kann über eine gemeinsame
Antriebswelle geschehen. Auch ein „through the road hybrid“ ist möglich
wobei die einzelnen Aggregate auf unterschiedliche Achsen wirken und sonst mechanisch
nicht gekoppelt sind. Der Elektromotor ist vielfach relativ schwach ausgelegt und
kann nur auf kürzeren Strecken und bei Geschwindigkeiten unter ca. 50 km/h als alleiniger
Antriebsmotor fungieren
• Serieller Hybrid: Das Fahrzeug wird ausschließlich über den Elektromotor angetrieben.
Der Verbrennungsmotor treibt einen Generator zur Stromerzeugung an. Er ist i.d.R.
kleiner ausgelegt als der Elektromotor. Rein elektrische Fahrweise ist in den meisten
Auslegungen als vorherrschender Betriebsmodus gedacht, seine mögliche Dauer
hängt aber stark von der Speicherkapazität der Batterie ab.
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