Mobility and Urbanization, Energy Efficient Systems
»Der Elektroantrieb von Fahrzeugen ist eine sehr effiziente Möglichkeit, regenerativ erzeugte Energie für die Mobilität zu nutzen.«
Das Fraunhofer IISB hat sich der Leistungselektronik für die Elektromobilität verschrieben. Mit dem Rollout des »IISB ONE« ist eine neue komplexe Systemlösungen aus einer Hand vorgestellt worden. Fraunhofer Mikroelektronik sprach mit Dr. Bernd Eckardt, Leiter der Abteilung »Fahrzeugelektronik«, über Herausforderungen und Potenziale von E-Fahrzeugen.
Wie überzeugen Sie Skeptiker, vom konventionell mit Kraftstoff betriebenen PKW auf Elektrofahrzeuge umzusteigen?
Dr. Eckardt: Die Elektromobilität hat die Nische der Kleinstfahrzeuge ohne jeglichen Komfort längst verlassen. Dass Elektromobilität auch Freude beim Fahren bereiten kann, erlebt man in unserem Erprobungsfahrzeug IISB-ONE. Mit seiner Doppelantriebseinheit und 160 kW Leistung, die das Fahrzeug ohne Zugkraftunterbrechung durch Schaltvorgänge beschleunigen, erlebt man ein sehr sportliches Fahrgefühl. Gleichzeitig ist der Elektroantrieb von Fahrzeugen eine sehr effiziente Möglichkeit, regenerativ erzeugte Energie für die Mobilität zu nutzen.
Welche Herausforderung müssen aus Ihrer Sicht noch gemeistert werden, damit Elektromobilität in urbanen Räumen zukünftig noch effektiver und nachhaltiger sein kann?
Dr. Eckardt: Natürlich müssen die Reichweiten von Elektrofahrzeugen weiter steigen, was aber schon anhand der Entwicklungen der nächsten E-Fahrzeuggenerationen abzusehen ist. Aktuelle Fahrzeuge haben zumeist eine Reichweite von 150 – 200 km. Die nächste Generation wird eine Reichweite von 300 – 400 km haben. Sinkende Batteriekosten und höher produzierte Stückzahlen von Elektrofahrzeugen werden auch zu konkurrenzfähigen Preisen führen.
Was wir bereits von unseren Smartphones kennen, ist nun auch für Elektrofahrzeuge möglich: Laden ohne Kabel. Wie funktioniert ein induktiver Ladeplatz und ermöglicht dieser ein zeitsparenderes Laden für die Zukunft?
Dr. Eckardt: Beim induktiven Laden wird die Energie mittels eines magnetischen Wechselfeldes von der Ladestation ins Fahrzeug übertragen, so wie wir es auch von einem Induktions-Kochfeld kennen. Damit es nun nicht nur heiß wird wie bei einem Kochtopf, befindet sich am Fahrzeug eine zweite Spule in der das magnetische Wechselfeld einen Strom induziert, der zum Laden der Fahrzeugbatterie genutzt wird. Das ist im Vergleich zum konventionellen Laden mit Kabel ein enormer Komfort-Gewinn für den Nutzer. Die Ladezeiten verkürzen sich nicht. Auch in Zukunft wird man kabellos maximal 22 kW Ladeleistung abrufen können. Schnelleres Laden mit aktuell 50 kW, zukünftig 100 bis 200 kW, erreicht man bei Gleichstrom-Schnellladung mittels Kabel.
Die Potenziale der Elektromobilität sind sehr vielversprechend. Können Sie sich ein Szenario im Jahr 2050 vorstellen, in dem Elektromobilität auch im Güterverkehr und im öffentlichen Verkehr zum Einsatz kommt?
Dr. Eckardt: Ein Teil des öffentlichen Verkehrs und des Güterverkehrs wird schon heute mit Straßen- und U-Bahnen sowie Güterzügen rein elektrisch transportiert. Ich bin überzeugt, dass auch der innerstädtische Nahverkehr mit Bussen schon bald auf den emissionsfreien und leisen E-Antrieb setzen wird. Beim Güterfernverkehr kommt man aber mit rein batterieelektrischen Antrieben an technische Grenzen.
Hat die Elektromobilität auch schon Einzug in Ihren Alltag gehalten?
Dr. Eckardt: Mein privater, schon etwas betagter PKW wird noch von einem klassischen Verbrennungsmotor angetrieben. Für nächstes Jahr habe ich aber die Anschaffung eines Elektrofahrzeugs geplant.
Herr Dr. Eckardt, vielen Dank für das Gespräch.
Das Interview führte Lisa Schwede.
Zur Person:
Dr. Bernd Eckardt studierte an der FAU Erlangen-Nürnberg »Elektrotechnik« und schloss sein Studium 2003 ab. Danach arbeitete er als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer IISB im Bereich »Leistungselektronischer Systeme«. 2007 übernahm er die Leitung der Gruppe »Systemintegration und Mechatronik«. Sein Schwerpunkt waren Spannungswandler für den elektrischen Antriebsstrang für E-Fahrzeuge. Diese Arbeiten bildeten auch die Grundlage für seine Promotion im Jahr 2010. Seit 2014 leitet Dr. Eckardt die Abteilung »Fahrzeugelektronik « am Fraunhofer IISB.
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