Hybride Antriebe und Elektromobilität

Der Forschungsbereich »Hybride Antriebe und Elektromobilität« beschäftigt sich mit elektrifizierten Antriebskonzepten. Schwerpunkte sind die Reichweitenerhöhung, die Verbesserung der funktionalen Sicherheit sowie die Effizienzsteigerung des Gesamtsystems. Hierzu werden Forschungs- und Entwicklungsarbeiten in den Arbeitsthemen Antriebstrang, Batterie, E/E-Architekturen und Thermomanagement durchgeführt. Ziel ist es, die Elektromobilität durch Erhöhung von Reichweite, Performance und Komfort weiter voranzubringen und so einen entscheidenden Beitrag für unsere Umwelt zu leisten. 

Antriebsstrang

Zur Emissionssenkung konventionell angetriebener Fahrzeuge werden vermehrt kombinierte Antriebssysteme mit Elektromotor verwendet. Durch den hybriden Antriebsstrang entstehen weitere Freiheitsgrade, die Optimierungspotential bieten. Die Fraunhofer-Projektgruppe NAS stellt sich genau dieser Problemstellung unter einem systemischen Ansatz.

Batterie

Sowohl in hybrid-elektrischen und batterieelektrischen als auch in durch Range-Extender ausgestatteten Fahrzeugen spielt die Batterie als Energiespeicher eine zentrale Rolle. Als Systemintegrator nutzt die Fraunhofer-Projektgruppe NAS hier die Kompetenzen des Fraunhofer ICT, um insbesondere thermische Einflüsse auf die Fahrdynamik, die Reichweite und das Ladeverhalten zu untersuchen.

 

E/E Architekturen

Elektrische Maschinen werden vermehrt als Traktionsantrieb in hybriden und elektrischen Fahrzeugen eingesetzt. Für die Wandlung der durch die Batterie bereitgestellten Gleichspannung in Wechselspannung sind verschiedene Topologien denkbar. Je nach Fahrzyklus bzw. Drehzahl der elektrischen Maschine kann durch einen zwischengeschalteten DC/DC-Wandler eine Erhöhung der mechanischen Leistung und ein eventuell besserer Gesamtwirkungsgrad erzielt werden. Strategien zur optimalen Betriebsführung der Leistungselektronik werden von der Fraunhofer-Projektgruppe NAS untersucht.

 

Thermomanagement

Neben vortriebsrelevanten Verbrauchern im Antriebstrang stellen Komfortfunktionen zur Innenraumkonditionierung und zur Bauteilkonditionierung die zweite Säule relevanter Verbraucher dar. Die Fraunhofer-Projektgruppe NAS konzentriert sich hier auf ganzheitliche Ansätze zur Energiestromregelung und Wandlung in elektrifizierten Fahrzeugen.