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Forscher befassen sich mit der Energieverteilung im Bordnetz

An einem Diagnosesystem für elektrische Antriebsmaschinen arbeiten und entwickelt derzeit Wissenschaftler der Universität Kassel. Gemeinsam mit Volkswagen und der Technischen Universität Ilmenau arbeitet das Fachgebiet Fahrzeugsysteme und Grundlagen der Elektrotechnik der Universität Kassel im Rahmen des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie geförderten Forschungsprojekts "Prädem" daran. "Es geht darum, frühzeitig zu erkennen, ob eine elektrische Antriebsmaschine Probleme hat", erklärt Professor Dr. Ludwig Brabetz, Leiter des Fachgebiets. Ziel sei ein System, das die Werkstätten leicht bedienen und auswerten könnten. Zur Finanzierung der Forschungsarbeiten an der Universität Kassel stehen hierfür 1,6 Millionen Euro Projektmittel bereit.

Die steigende Zahl elektrisch betriebener Aggregate ist auf das reibungslose Funktionieren ausgefeilter Bordnetze angewiesen, also auf das zuverlässige Zusammenspiel untereinander vernetzter Steuergeräte, Regler, Wandler oder Sensoren, erläutert die Universität Kassel. Doch der Zuwachs an Elektrik im Automobil habe Folgen. Ein modernes Auto benötige im normalen Fahrbetrieb 600 Watt elektrische Leistung, so Brabetz. Im Extremfall, wenn viele Verbraucher gleichzeitig Strom benötigten, könnten es kurzfristig auch einige Kilowatt sein. Höhere Leistung aber sorge für höhere Temperaturen in den Stromkabeln. Es könne zu plötzlichen Spannungsabfällen kommen, wenn Generator und Batterie nicht ausreichend elektrische Leistung liefern. Um diese steigenden Anforderungen zu erfüllen, arbeitet das Laborteam des Fachgebiets an einer maßgeschneiderten Verteilung der Energie im Bordnetz für jedes Fahrzeugmodell. "Mit einer intelligenten Regelung des Systems und einer optimalen Topologie der Verkabelung lassen sich Energie und Kosten sparen", erläutert der Physiker. Momentan "dimensionieren die Hersteller im Zweifelsfall ihr Bordnetz eher etwas größer als nötig, um auf der sicheren Seite zu sein", berichtet Brabetz weiter. Mit dem Schritt hin zum reinen Elektromobil würden die Anforderungen an Robustheit und Sicherheit des Bordnetzes nun noch höher. Denn dieses müsse mit deutlich höheren Strömen und Spannungen klarkommen als das Netz eines Autos mit Verbrennungsmotor. Außerdem werde der Stromverbrauch der elektrischen Komponenten mitentscheidend für den Erfolg eines Elektromobils am Markt sein. Denn wenn das Bordnetz zu viel elektrische Energie schlucke, gehe das auf Kosten des Aktionsradius. Ein Kilowatt mehr Strombedarf im Netz könne, je nach Fahrzeug, etwa sechs Prozent Verlust an Reichweite bedeuten. Ein ausgeklügeltes, gut geregeltes elektrisches System zum Antrieb der Aggregate helfe daher, die Energieeffizienz und damit auch Reichweite und Marktchancen eines Elektroautos zu steigern.
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