Wie berechnest du die Ladedauer eines
E-Fahrzeuges?
Man teilt die Batteriekapazität (kWh) des Fahrzeuges durch die Ladeleistung (kW) der Ladesäule.
Batteriekapazität (kWh)
___________________ = Ladezeit (h)
Ladeleistung (kW)
Berechne die Ladedauer (h) dieses E-Fahrzeuges mit folgenden Werten
> 75 (kWh) Batteriekapazität
> 50 (kW) Ladeleistung
75 (kWh)
___________ = 1,5 (h)
50 (kW)
Wie funktioniert der Elektromotor eines E-Autos?
Der Elektromotor wird mit Strom betrieben, welcher in einem Akku gespeichert ist.
DIe gespeicherte Energie wandelt der Elektromotor (synchroner Wechselstrommotor) in mechanische Energie um in dem Magnetfelder erzeugt werden.
Er besteht aus zwei Elektromagneten, dem Stator und dem Rotor.
Die durch anziehen und abstoßen erzeugten Kräfte der Magnete, setzt das Fahrzeug in Bewegung.
Nenne die wichtigsten Komponenten eines E-Autos
Niedervoltbatterie
Hochvoltbatterie
Elektromotor oder E-Maschine
Leistungselektronik (LE)
Ladeanschluss
Welche Antriebsarten gibt es bei E-Fahrzeugen?
Batterie Electric Vehicle (BEV)
Range Extended Electric Vehicle (E-REV)
Hybrid Electric Vehicle (HEV)
Plug-In Hybrid Electric Vehicle (PHEV)
Fuel-Cell Electric Vehicle (FCEV)
Beschreibe die Antriebsart des
Rein elektrisch (Strom, Batterie)
Elektrisch – indirekte Antrieb durch Verbrenner
Neben der Batterie ist ein kleiner Verbrennungsmotor verbaut, welcher die Batterie zusätzlich mit Strom versorgt
Verbrennungsmotor + Elektromotor
Antrieb über Verbrenner, Elektromotor unterstützend beim Anfahren oder Beschleunigen auf geringen Strecken – Keine Ladefunktion, Energiegewinnung durch Rekuperation
Beschreibe die Antriebsarten des
Elektromotor + Verbrennungsmotor
Antrieb rein elektrisch auf kurzen Strecken – ist die Energie erschöpft übernimmt der Verbrenner.
Lademöglichkeiten über Ladesäule und Rekuperation.
Rein elektrisch,Brennstoffzellenfahrzeug
Die Brennstoffzelle erzeugt durch eine Reaktion von Sauerstoff und Wasserstoff den Strom.
Keine Ladefunktion
Erkläre die Leistungselektronik
Die Leistungselektronik ist eine elektronische Steuereinheit und steuert in Elektro und Hybridfahrzeuge den Elektroantrieb.
Sie bestimmt den Stromfluss und stellt die Verbindung zwischen Elektromotor und Hochvoltbatterie her
Erkläre die Funktion der Leistungselektronik
Die Leistungselektronik besteht aus einem Inverter und einem Spannungswandler
Der Inverter regelt und überwacht die Versorgung des Drehmoments sowie Drehzahl des E-Motors und des Antriebsstrangs.
Der Inverter funktioniert nicht nur als Steuereinheit.
- Er wandelt die vorhandene Gleichspannung der Batterie in Wechselspannung um welche der Motor benötigt.
Beim Rekuperationsprozess, wandelt die Leistungselektronik den Wechselstrom des Motors in Gleichstrom um und führt diesen der Batterie zurück
Die Leistungselektronik ermöglicht ebenfalls das Rückwärtsfahren eines E-Autos – die Polung wird umgekehrt. Somit ändert sich die Drehrichtung des Elektromotors
Mit welchem Batteriearten sind E-Autos ausgestattet?
Was ist die Aufgabe der Hochvoltbatterie?
Die Hochvoltbatterie speichert die Energie in Form von Strom (Gleichstrom)
Die derzeit verwendeten Lithium Ionen Batterien sind besonders leistungsstark und langlebig.
Die Kapazität spielt eine große Rolle für die Reichweite des Fahrzeugs
Die Hochvoltbatterie ist für den Antrieb des Fahrzeugs zuständig und als Hauptspeicher anzusehen
Geladen wird über die gängigen Verfahren
(Ladesäulen, Wollbox etc.)
Energie wird zusätzlich durch Rekuperation gewonnen
Was ist die Aufgabe der Niedervoltbatterie?
Die Niedervoltbatterie ist eine zusätzliche kleinere Batterie
Sie liefert Energie für die gesamte Bordelektronik
Beleuchtung, Tempomat, Radio usw.
Sie ist dafür da, um die Hochvoltbatterie zu entlasten.
Das Fahrzeug erhält durch sie auch eine größere Reichweite
Sie lädt sich teilweise selbst, denn sie speichert ebenfalls die Energie, welche durch Rekuperation zurück gewonnen wird
Welche Lademöglichkeiten gibt es für E-Autos?
Wechselstrom Ladesäule
Klassische Ladesäule – Ladeleistung zwischen
11-22 kW
Schnellladestation
Schnellladesäule – Ladung ca. 50 kW
Wollbox
Ähnlich wie die klassische Ladesäule, sie ist fest montiert am Haus oder der Garage.
Ladeleistung knapp 11 kW
Haushaltsteckdose
Langsames Ladeverfahren – Anschlüsse müssen mindestens 16 A (Ampere) abgesichert sein
Welche Steckersysteme gibt es für E-Autos?
Typ 1 Stecker – (Einphasig)
Verbreitet bei asiatischen E-Autos, max. Ladeleistung, 7 kW
Type 2 Stecker – (Dreiphasig)
Standard Stecker in Deutschland und in der EU
max. Ladeleistung 43 kW
CCS Stecker – Combostecker
Geeignet für schnelle Ladevorgänge
max. Ladeleistung 170 kW
meist gedrosselt auf max. 50 kW
CHAdeMo Stecker
Gleich wie CSS Stecker nur für den asiatischen Raum
max. 100 kW meist gedrosselt auf max. 50 kW
Tesla Supercharger Stecker
Schnelladesystem der Firma Tesla
max. 135 kW
Nur kompatibel mit Teslafahrzeugen
Was ist die Rekuperation?
Die Rekuperation bezeichnet man auch als die
Bremsenergierückgewinnung
Das Fahrzeug wird im Ausrollprozess elektrisch über den Generator gebremst
Über den Generator findet eine Energierückgewinnung statt
Beispiel wie beim Fahrraddynamo
Zusätzliche Effekte der Rekuperation sind
Verschleißfreies Bremsen
Aufladung der Batterie
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