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.