E-Mobility – Elektromobilität

Dieses Buch richtet sich an Studenten und Ingenieure der Elektrotechnik und des Maschinenbaus sowie an technisch Interessierte, die sich einen umfassenden Einblick in die Funktion und Regelung von rotierenden und linearen Drehstromantrieben für Fahrzeuge verschaffen und Alternativen für den Einsatz in der E-Mobility/Elektromobilität kennenlernen und anwenden wollen. Voraussetzung für das Verständnis von batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen sind elementare Grundkenntnisse über Elektrische Maschinen, Leistungselektronik und Antriebssysteme. Anhand unterschiedlicher Transportsysteme, wie Flugzeuge, Autos, Bahnen, Busse sowie Ein- und Zweiräder, werden die Einflussgrößen aufgezeigt, die den Energiebedarf eines Fahrzeugs bestimmen, um eine Person 100 km weit zu befördern. Dem Thema Energiespeicherung auf spurungebundenen Fahrzeugen widmet sich ein eigenes Kapitel, das die Handicaps der Elektrospeicher der letzten 100 Jahre verdeutlicht. Sehr ausführlich werden die speziellen, antriebstechnischen Eigenschaften, Leistungsgewichte und Wirkungsgrade von Gleichstrom-, Drehstrom- und Linearmotoren abgeleitet und die Eingriffsmöglichkeiten in deren Systemverhalten aufgezeigt. Die Steuerung des elektrischen Energieflusses mittels Leistungselektronik macht dem Leser am Beispiel eines dreiphasigen Wechselrichters verständlich, welcher Stromrichteraufwand erforderlich ist, um aus der Gleichspannung der Traktionsbatterie ein Drehstromsystem variabler Spannung und Frequenz zu erzeugen. In weiteren Abschnitten wird auf die modernen Regeltheorien für hochdynamische Mehrmotoren-Drehstromantriebe und deren Implementierung in Mikroprozessorsysteme eingegangen. Der Vergleich mit anderen Antriebsformen, insbesondere dem Verbrennungsmotor, zieht sich als roter Faden durch sämtliche Abschnitte des Buchs. Die zwei beigefügten Computeranimationen auf CD-ROM vermitteln anschaulich die Funktionsprinzipien eines Elektroautos mit linearem Allradantrieb (LineCar) und eines elektrischen Einrads.