Elektromobilität
Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB
Elektromobilität
Der steigende ökologische, ökonomische und politische Druck, den Energieverbrauch und die CO2-Emissionen zu reduzieren, rückt elektrische Antriebslösungen immer stärker in den Fokus des Interesses. Gerade für Anwendungen in Kraftfahrzeugen bieten elektrische Antriebe einzigartige Vorteile wie lokale Emissionsfreiheit (bzgl. Schadstoffen und Lärm), hoher Wirkungsgrad oder die Rückgewinnungsmöglichkeit von Bremsenergie. Dazu eröffnen rein elektrische Antriebslösungen völlig neue Freiheitsgrade im Bezug auf das Fahrzeuggrundkonzept, die Fahrzeugauslegung und das Design.
Die Elektrifizierung des Antriebsstrangs bedeutet grundlegende Veränderungen in der Fahrzeugtechnik und der Energieversorgungsinfrastruktur. Fahrzeughersteller und Zulieferer konfrontiert dieser Technologiewandel mit enormen Herausforderungen. Insbesondere der Übergang auf rein elektrisch betriebene Fahrzeuge wird erhebliche Verschiebungen bei den Automobilherstellern und in der Kfz-Zulieferbranche mit sich bringen.
Das Elektroauto stellt aber auch die Energieinfrastruktur vor neue Herausforderungen. Denn umweltfreundlich ist ein Elektromotor nur, wenn die Energie nicht aus fossilen Brennstoffen, sondern mit Wasserkraft, Windkraft, Photovoltaik oder Kernkraft gewonnen wird. Energieversorger prüfen derzeit Möglichkeiten, Elektroautos zur Stromnetzstabilisierung zu nutzen: Bei hohem Strombedarf könnten die Akkus der am Netz angeschlossenen Autos vorübergehend teilweise entladen werden und den Strom in das Netz einspeisen. Zusammen mit einem Laden in Schwachlastzeiten könnte so ein erheblicher Teil des Regelenergiebedarfs gedeckt werden. Neben noch zu schaffenden rechtlichen Rahmenbedingungen sind hierfür die technischen Voraussetzungen für die Netzankopplung von Elektrofahrzeugen zu entwickeln.
Mit den in Hybrid- und Elektrofahrzeugen zu verarbeitenden elektrischen Leistungen von bis über einhundert Kilowatt zieht erstmals Hochspannungs- und Hochleistungselektronik in breitem Umfang in die Kraftfahrzeugtechnik ein. Dabei werden an alle leistungselektronischen Systeme sehr hohe Anforderungen im Bezug auf Sicherheit, Kosten, Effizienz, Bauvolumen, Einsatztemperaturbereich, Zuverlässigkeit und Lebensdauer gestellt.
Zugleich bietet dieser technologische Wandel aber auch im Bereich der elektrischen Antriebstechnik, der Leistungselektronik, der Batteriesysteme sowie der Ladeinfrastruktur erhebliche Umsatz- und Arbeitsplatzpotentiale.
