Voll-elektrische Antriebe

Im Vergleich zu anderen Antriebsarten (z. B. Verbrennungsmotor) weisen Elektroantriebe einen sehr guten Wirkungsgrad auf. Wirkungsgrade bis 99 % sind bei großen Maschinen keine Seltenheit. Man unterscheidet zwischen Antrieben mit geringerer Leistung (elektrische Kleinantriebe) und jenen höherer Leistung.

Im Gegensatz zum Benzin-, oder Dieselantrieb haben Elektroantriebe höhere Drehzahlen und Spannungen, ein niedrigeres Eigengewicht und sind zudem umweltfreundlicher und zuverlässiger als ihre Kontrahenten. Darüber hinaus können sie durch Abschaltung des elektrischen Netzes in Notfällen sofort gestoppt werden (vorbehaltlich des Auslaufens der rotierenden Massen aufgrund des Trägheitsmomentes).

Vorteile

  • sehr guter Wirkungsgrad
  • kein Schadstoffausstoß
  • umweltfreundlich und leise im Betrieb
  • Wiederverwendung der Bremsenergie
  • Immer mehr Schnellladestationen in Deutschland verfügbar
  • höhere Lebensdauer, da weniger Verschleißteile

Batterieschutz


 

Die Batterie vor Überspannungen und Spannungsrippeln effektiv schützen

 

Geräuschminimierung


 

Leise Elektromotoren erlauben einen fast lautlosen Betrieb

 



Hybrid-Antrieb

Ein Hybrid-Antrieb vereint die Vorteile eines umweltfreundlichen elektrischen Antriebs mit denen eines Verbrennungsmotors für längere Wegstrecken. Per Definition besteht ein Hybrid – Antrieb aus 2 Antriebskomponenten und 2 Energiespeichern.

Im Gegensatz zum diesel-elektrischen Antrieb sind beide Motoren mechanisch an den Antriebsstrang gekoppelt.

Beim parallelen Hybrid wirken die Antriebe gleichzeitig auf die Achse des Fahrzeugs, beim seriellen Hybrid allein der Elektromotor. Der Verbrennungsmotor dient dann lediglich dazu, den Akkumulator aufzuladen.

Eine weitere, prinzipielle Unterscheidung ist die zwischen einem autarken und einem Plug-in-Hybrid. Der autarke Hybridantrieb lädt die Akkumulatoren seines Elektromotors ausschließlich über den eingebauten Generator. Die Akkus des Plug-in-Hybrids dagegen können auch an der Steckdose geladen werden.

Seit 2009 werden in der Formel 1 elektrische Energierückgewinnungssysteme eingesetzt. 2014 wurde die Leistung des Elektromotors in den Rennfahrzeugen auf 120kW angehoben. Die Treibstoffmenge ist auf 100 Kilogramm pro Stunde reglementiert. 

Vorteile

  • 20% - 30% Treibstoffeinsparung je nach Anwendungsfall
  • Erhöhte Reichweite, der Verbrennungsmotor übernimmt, wenn die Batterien leer sind
  • Rekuperation: 80% der Energie beim Bremsen wird wiederverwendet
  • Rein elektrisch: Hohes Drehmoment, umweltfreundliches und leises fahren
  • Die Batterien sind über eine externe Ladestation wieder aufladbar
  • Hoher Gesamtwirkungsgrad
  • Anbindung elektrischer Nebenaggregate
  • Amortisation nach wenigen Jahren

Downsizing


 

Der Verbrennungsmotor eines Fahrzeuges kann deutlich verkleinert werden kann

 

Boost - Funktion


 

Beim Beschleunigen arbeiten der Verbrenner - und Elektromotor zusammen

 



Diesel-elektrischer Antrieb

Diesel-elektrische Antriebe sind streng genommen elektrische Antriebe, die ihr eigenes Kraftwerk in Form eines Dieselgenerators mit sich führen. Mit der erzeugten elektrischen Energie werden Elektromotoren für den Fahrantrieb versorgt. Die häufigsten Anwendungsfälle sind dieselelektrische Lokomotiven, U-Boote und Schiffe, sowie Lastkraftwagen oder Muldenkipper.

Dagegen wird bei dieselmechanischen Antrieben die Kraft eines Dieselmotors direkt oder über ein Getriebe direkt auf die Räder, bzw. bei Schiffen auf den Propeller, übertragen wird. Ursache des Verfahrens ist, dass Dieselmotoren nur in einem eng begrenzten Drehzahlbereich mit optimalem Wirkungsgrad betrieben werden können. Diese Schwächen werden bei kleineren Antriebseinheiten (z. B. in Kraftfahrzeugen) mit einem Getriebe und einer mechanischen Kupplung umgangen. Bei höheren Anforderungen an die Leistung wie bei Schiffen wird entweder der dieselhydraulische oder der dieselelektrische Antrieb verwendet.

Der dieselelektrische Antrieb besitzt gegenüber dem dieselhydraulischen den Vorteil einer relativ einfachen störunanfälligen Bauweise. Außerdem kann die Kraftübertragung sehr einfach elektronisch gesteuert werden, so dass beim Anfahren oder Bremsen ein optimaler Komfort für die Fahrgäste erreicht werden kann.

In letzter Zeit setzt sich die Verwendung von Drehstromgeneratoren mit Drehstrom-Asynchron-Motoren durch, zusammen mit einer elektronischen Leistungsregelung durch IGBTs oder GTO-Thyristoren, bei der die Frequenz des Stroms durch Frequenzumrichter der jeweiligen Fahrsituation angepasst wird.

Vorteile

  • hoher Gesamtwirkungsgrad
  • optimaler und konstanter Drehzahlbereich
  • lange Lebensdauer, weniger Verschleiß
  • Energierückgewinnung beim Bremsen oder Absenken von Lasten
  • Anbindung elektrischer Aggregate
  • Amortisation nach wenigen Jahren
  • 20-30% Kraftstoffeinsparung

Vorteile gegenüber diesel-hydraulischen Systemen

  • einfachere Bauweise, bessere Wartbarkeit
  • Die Kraftübertragung wird rein elektrisch gesteuert
  • weniger Leistungsverluste

 

 

Höhere Lebensdauer


 

Weniger Lastwechsel erhöhen die Lebensdauer des Verbrennumgsmotors

 

Minimale CO² Emission


 

In manchen Anwendungen wird dank stetiger Rekuperation bei der Arbeit sogar überschüssige Energie erzeugt.

 

Weitere Informationen

Antriebssysteme im Vergleich

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Elektrifizierung von Nutzfahrzeugen

Elektrische Energie ist sauber, leise und erreicht einen Wirkungsgrad von bis zu 99%

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Mobile inverters - Product catalog 03.2017

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