Fraunhofer

Grundlegende Entwicklungen der Elektromobilität

01.03.16 | Autor / Redakteur: Birgit Niesing* / Dr. Anna-Lena Idzko

Radnabenmotoren bieten die Möglichkeit, Kosten und Energieverbrauch von Elektrofahrzeugen durch den Wegfall von Komponenten des klassischen, mechanischen Antriebsstrangs zu senken.
Radnabenmotoren bieten die Möglichkeit, Kosten und Energieverbrauch von Elektrofahrzeugen durch den Wegfall von Komponenten des klassischen, mechanischen Antriebsstrangs zu senken. (Thomas Ernsting/Fraunhofer)

Elektromobilität ist ein Schlüssel, um auch künftig nachhaltig mobil zu bleiben. Erste Elektrofahrzeuge gibt es bereits seit einigen Jahren zu kaufen. Doch hohe Anschaffungskosten und geringe Reichweite halten derzeit viele Autofahrer vom Kauf eines Stromers ab. Ein Umstand, den es zu beheben gilt.

Fraunhofer-Forscherinnen und -Forscher arbeiten zusammen mit der Industrie an neuen Lösungen für innovative Batterien, dem Laden ohne Kabel sowie an kostengünstigen Antriebssystemen. Diese Komponenten sollen helfen, Elektrowagen der kommenden Generationen leistungsfähiger zu machen.

Mehr als ein Jahrhundert sorgte der Verbrennungsmotor für Automobilität. Doch der Klimawandel sowie die stetig wachsende Weltbevölkerung, stellen neue Anforderungen an die Mobilität. Schon jetzt verursachen Autos, Lkws, Motorräder und Co. etwa ein Viertel der Treibhausgase in Europa. Zudem belasten Lärm, Feinstaub und Abgase die Menschen. Anders Elektroautos: Sie sind leise, stoßen keine Emissionen aus und verringern die Abhängigkeit von Erdölimporten. Weiterer Vorteil: Fahren die Wagen mit Strom aus erneuerbaren Energien, sind sie im Vergleich zu einem Benziner oder Diesel-Fahrzeug deutlich umweltfreundlicher.

Doch trotz dieser Vorteile sind auf deutschen Straßen kaum Elektrowagen unterwegs. Anfang des Jahres waren erst 19.000 reine E-Mobile und 108.000 Hybrid-Fahrzeuge zugelassen – so die Zahlen des Kraftfahrt-Bundesamts. Vor allem die hohen Anschaffungskosten, die geringe Reichweite und die fehlende Infrastruktur schrecken viele Autofahrer ab. Auch innerhalb der Europäischen Union sind elektrisch betriebene Fahrzeuge noch ein Nischenmarkt. Das machen die Daten des europäischen Autoherstellerverbands ACEA deutlich: Im 1. Quartal 2015 wurden insgesamt 3,5 Millionen Pkw neu zugelassen, davon waren lediglich 24.630 Stromer.

Doch so langsam steigt die Nachfrage nach Elektroautos an. In Europa (EU plus Norwegen und Schweiz) wurden im ersten Quartal 2015 fast doppelt so viele Stromer verkauft (33.835) als im Vorjahreszeitraum. Spitzenreiter in Europa ist Norwegen. Dort verkauften die Autohändler – dank großzügiger staatlicher Anreize – allein im ersten Quartal 8099 Elektroautos. Das entspricht einem Anteil von etwa 23 Prozent am norwegischen Gesamt-Automarkt.

Nachfrage steigt

Leitmarkt für E-Mobilität sind die USA mit etwa 120.000 verkauften Elektro- und Plug-In-Autos im vergangenem Jahr, so der "Index Elektromobilität" von Roland Berger Strategy Consultants und der Forschungsgesellschaft Kraftfahrwesen mbH Aachen. An Bedeutung gewinnt der chinesische Markt: Mit knapp 53.000 verkauften E-Mobilen in 2014 konnte das Land den Absatz gegenüber dem Vorjahr mehr als verdoppeln. Tendenz weiter steigend. Ein Grund für diesen starken Aufwärtstrend ist die massive staatliche Förderung. Aktuell investiert die Regierung fast 7,7 Milliarden Euro in die E-Mobilität.

Bereits seit mehreren Jahren unterstützt auch die Bundesregierung den Ausbau der Elektromobilität. Ihr Ziel ist es, Deutschland zu einem Leitanbieter und Leitmarkt für Elektrofahrzeuge zu machen. Die Fraunhofer-Gesellschaft trägt dazu bei, wichtige Grundlagen für den Umstieg auf E-Mobile zu legen. Bereits 2009 startete die Fraunhofer-Systemforschung Elektromobilität FSEM. Nur zwei Jahre später konnten die Forscherinnen und Forscher bereits erste Lösungen demonstrieren. Derzeit werden die Aktivitäten weitergeführt in dem Leitprojekt FSEM II (siehe Kasten).

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"Elektromobilität schont nicht nur Klima, Umwelt und Ressourcen, sondern fördert auch technologische Innovationen", betont Professor Matthias Busse, der Sprecher des Projekts und Leiter des Fraunhofer-Instituts für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM in Bremen. "Im Fokus der Fraunhofer-Systemforschung stehen effiziente und kostengünstige Antriebskomponenten, Leichtbau, Energiespeicher, das Laden ohne Kabel sowie Lösungen für das autonome Fahren. Hierbei arbeiten wir eng mit der Industrie zusammen". Erste Prototypen präsentierten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf der Internationalen Automobilausstellung 2015 (IAA).

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