In den letzen 30 Jahren hat sich der elektrische Energiebedarf in Kraftfahrzeugen etwa vervierfacht. Bis 2005 wird die mittlere Leistung auf ca. 2500 W anwachsen, die kurzfristig benötigten Spitzenleistungen werden sich auf ein vielfaches aufsummieren. Im Beitrag wird versucht, den zu erwartenden Energiebedarf und die daraus resultierende Brisanz in der elektrischen Energieversorgung im Antriebsstrang der Zukunft darzustellen sowie einige mögliche Lösungsansätze zu erläutern. Betrachtet werden im Beitrag neue elektrische Komponenten am Motor, im Ansaugbereich, im Ventiltrieb, im Abgasstrang, im Thermomanagement, an Getriebe und Kupplung. Folgende wesentlichen Tendenzen bei den Entwicklungsaktivitäten sind zu erkennen: Optimierung bestehender Getriebekonzepte, Kostenreduktion durch elektro-mechanische Aktuatorik, Einsatz neuer Elektromotorkonzepte im Antriebsstrang, Einführung neuer Antriebsstrangkonfigurationen, Einführung neuer Funktionen mit neuen Getriebekonzepten wie automatisiertem Schaltgetriebe, elektrischem Getriebe oder Verteilergetriebe / Differenzialsperre werden die Anforderungen weiter ansteigen. Parallel dazu werden alternative Antriebe wie Hybride und Brennstoffzellen entwickelt. Diese werden mittel- bis langfristig auf dem Markt verfügbar sein. Diese unterschiedlichen Technologien werden zu einer weiteren Diversifikation der jeweils erforderlichen Systemkomponenten führen. Gemeinsam sind allen Konzepten eine umfangreiche elektronische Regelung und ein zusätzlicher Bedarf an sicher verfügbarer elektrischer Leistung. Dem sich daraus ergebenden Energiemangel eines 14 V basierten Bordnetzes wird man durch eine verteilte E/E Architektur mit Energiemanagement, intelligenten Aktuatoren und Sensoren begegnen müssen. Eine ausreichende, sichere und in einigen Fällen redundante elektrische Versorgung von antriebs- und sicherheitsrelevanten Funktionen ist aber Grundvorrausetzung für deren Elektrifizierung, so dass sich daraus ein weiterer Motivationsaspekt für Bordnetze höherer Spannung, bzw. Hybridantriebe ergeben. Für die Absicherung dieser Anforderungen benötigt man zukünftig ein übergeordnetes Energie-Management, das die Vielfalt der Antriebs- und Fahrzeugkonzepte berücksichtigt. Das von SiemensVDO entwickelte IPM (Integrated Powertrain Management) und das kürzlich vorgestellte Energie- Management auf Fahrzeugebene (Power Trading) mit einem Batterie-Monitoring-Modul bieten hier flexible Lösungen.
Die Energieversorgung im Antriebsstrang der Zukunft - Herausforderungen und Lösungen
Electrical energy supply in future powertrains - challenges and solutions
2004
24 Seiten, 12 Bilder, 4 Tabellen, 18 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
Die Energieversorgung im Antriebsstrang der Zukunft Herausforderungen und Loesungen
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