Die Technik hinter der Elektromobilität

Inhaltsverzeichnis

1. Was ist Elektromobilität?
2. Komponenten eines Elektrofahrzeuges
3. On-Board-Charger-Technik in E-Fahrzeugen
4. Ladestationen für Elektrofahrzeuge
5. Über Verbindungsarten, Lademodi und Ladezeiten
6. E-Mobility-Lösungen von Bürklin Elektronik
7. Exkurs: Zum Begriff Induktivität

Was ist Elektromobilität?

Ganz allgemein beschreibt Elektromobilität den Nutzen von Elektrofahrzeugen. Es handelt sich um einen hochgradig vernetzten Industriezweig, der sich der nachhaltigen Erfüllung von Mobilitätsbedürfnissen widmet. Im Fokus stehen Fahrzeuge mit Energiespeicher und Elektroantrieb, wobei der Grad der Elektrifizierung variieren kann. Häufig wird der Begriff Elektromobilität aber auch für Programme benutzt, welche die Verwendung von Elektrofahrzeugen fördern.

Kennen Sie den Begriff Verkehrswende? Er bezeichnet einen Prozess, der auf ein nachhaltiges und klimaschonendes Verkehrssystem auf Basis erneuerbarer Energien abzielt. Elektromobilität – auch eMobility – ist ein zentraler Baustein dieser Entwicklung.

Komponenten eines Elektrofahrzeuges

Wie heißt es so schön: Es kommt auf die inneren Werte an! Denn selbst wenn ein Elektrofahrzeug sich äußerlich nicht allzu sehr von Modellen mit Verbrennungsmotor unterscheidet, gibt es im Inneren erhebliche Unterschiede. Doch was genau zeichnet die Technik der batterie-elektrischen Fahrzeuge (BEV = Battery Electric Vehicles) und teil-elektrifizierten Autos (Hybride) mit reduziertem Schadstoffausstoß aus?

Die wesentlichen Bauteile für den elektrischen Antrieb sind:

• E-Maschine, teils mit Getriebe
• Wechselrichter zur Motorsteuerung
• Gleichspannungswandler für die Versorgung von V12-Komponenten
• Fahrzeugbatterie (Lithium-Ionen-Batterie)
• Ladegerät für die Fahrzeugbatterie, auch On-Board Charger genannt

On-Board-Charger-Technik in E-Fahrzeugen

Das Bordnetz des Fahrzeugs verbindet die einzelnen elektrischen Komponenten, die im Antrieb unterschiedliche Aufgaben erfüllen. Doch wie funktioniert das Laden? Die Technik basiert auf netzgespeisten Ladegeräten: Die Energieversorgung erfolgt aus der Wechselspannung von Wallboxen oder Ladesäulen, wodurch die Batterie des geparkten Fahrzeugs elektrisch aufgeladen wird.

Alle verfügbaren On-Board Charger sind auf die Batterieladung spezialisiert und optimiert. Eine kompakte Bauweise, niedrige Verluste und ein geringes Gewicht zeichnen die Schaltnetzteile aus. Aktuell sind On-Board Charger in vier Leistungsklassen mit einer ausgangsseitigen Ladeleistung von 3,5 kW, 7 kW, 11 kW oder 22 kW auf dem Markt.

Ladestationen für Elektrofahrzeuge

Stromtankstelle, Ladesäule oder Ladepunkt: Es gibt verschiedene Namen für die speziell für Elektrofahrzeuge konzipierte Ladestation. In der Regel erinnert diese an eine klassische Kraftstoff-Zapfsäule. E-Ladestationen können öffentlich oder nicht-öffentlich, kostenpflichtig oder kostenfrei sein. Soviel zum Offensichtlichen, aber was steckt eigentlich drinnen?

Ladestationen für E-Fahrzeuge verfügen über eine Steckdose. An dieser kann die Autobatterie via Kabelverbindung und Ladegerät aufgeladen werden. Das Laden ist leitungsgebunden, weshalb man hier auch vom konduktiven Ladesystem nach DIN EN61851-1 spricht. Innerhalb der EU ist der Typ-2-Stecker als Standardladesteckverbindung für Wechselstrom- und Drehstromanschlüsse vorgeschrieben. Das sogenannte Combined Charging System (CCS) ermöglicht europaweit das Schnellladen mit Gleichstrom.

Übrigens: Der Elektrofahrzeugbauer Tesla verfügt mit dem Supercharger-System über eigene Ladestationen.

Über Verbindungsarten, Lademodi und Ladezeiten

Entsprechend der Norm IEC 61851-1 gibt es drei Möglichkeiten, wie die Ladestation und das Fahrzeug miteinander verbunden werden können. Das Kabel ist …

1. fest mit dem Fahrzeug verbunden.
2. beidseitig gesteckt.
3. fest mit der Ladestation verbunden.

Außerdem wird zwischen vier Lademodi unterschieden:

1. „normales“ Kabel mit entsprechenden Steckern
2. Kabel mit Signalisierungseinrichtungen (Widerstandscodierungen), die der Ladeelektronik des Fahrzeugs die Strombegrenzung der Ladestation vorgeben
3. Ladesäule und Fahrzeug kommunizieren über das Ladekabel.
4. Gleichstromladeverfahren, wobei ebenfalls eine Kommunikation zwischen Fahrzeug- und Ladesäulenelektronik stattfindet

E-Mobility-Lösungen von Bürklin Elektronik

Bürklin Elektronik ist Partner verschiedener namhafter Hersteller für den Bereich Elektromobilität. Wählen Sie aus einem breiten Spektrum an elektronischen Komponenten – nach europäischen Qualitätsstandards und mit AEC-Q200-Qualifizierung!

Im Bürklin-Online-Shop finden Sie Komponenten für vielfältige E-Mobility-Lösungen: 

• Induktivitäten und Drosseln aller Art
• Automobil- und TVS-Dioden
• Bordnetzsteuergeräte
• Electric Vehicle On-Board Charger
• Batteriemanagementsysteme
• Batterietrenneinheiten
• Fahrassistenzsysteme
• und vieles mehr

Unsere Partner auf einen Blick:  

• Fastron Group
• Panasonic
• Littelfuse
• Bourns
• TDK

Exkurs: Zum Begriff Induktivität

Unter dem Begriff Induktivität werden elektrische und elektronische Bauelemente zusammengefasst – wie beispielsweise Spulen, Drosseln oder Transformatoren. All diese Komponenten besitzen einen festen oder einstellbaren Induktivitätswert, der von der Anzahl an Drahtwindungen sowie dem Kernmaterial der Spule bestimmt wird. Induktivitäten kommen in der Signalverarbeitung, aber vor allem auch in der Energieversorgung von elektrischen und elektronischen Geräten zum Einsatz.