Die Hybridtechnologie wird von Experten in der Automobilbranche, als die Schlüsseltechnologie der nächsten Jahrzehnte gehandelt. Viele namhafte Automobilhersteller richten ihren Focus von Forschung und Entwicklung auf diese aufstrebende Technologie. Der Vorteil des Hybridfahrzeuges liegt in der Elektrifizierung des Antriebstrangs. Durch intelligente Kombination von Verbrennungs- und Elektromotor können die jeweiligen Vorteile der unterschiedlichen Antriebsarten genutzt werden. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Betrachtung der Rolle des
Elektromotors im Hybridfahrzeug. Die Anforderungen an den Elektromotor sowie drei unterschiedliche Elektromotorentypen, die in serienreifen Automobilen bzw. Neuentwicklungen zum Einsatz kommen, werden hinsichtlich Aufbau, Wirkungsweise und Wirtschaftlichkeit untersucht. Um einen direkten Vergleich der drei unterschiedlichen Motorentypen hinsichtlich ihrer Performance zu erhalten, wurden diese in einem jeweils baugleichen Go-Kart getestet. Die Auswertung der Testergebnisse ergab, dass die Synchronmaschine mit Permanentmagneten, unter Berücksichtigung des Bewertungskriteriums elektrischer Wirkungsgrad, knapper Testsieger vor der geschalteten Reluktanzmaschine wurde. Der Wirkungsgrad des Elektromotors leistet einen hohen Beitrag zum Gesamtwirkungsgrad des Fahrzeuges. Das Testergebnis bestätigte die Auswahl der
Synchronmaschine, für den elektrisch effizientesten Elektroantrieb im Hybridfahrzeug.
Inhaltsverzeichnis
- 1 Vorwort
- 2 Einführung in die Hybridtechnologie
- 2.1 Hybridantriebe
- 2.2 Rolle der E-Maschine im Hybridantrieb
- 3 Anforderungen an die E-Maschine
- 3.1 Wasserdichte E-Maschinen
- 3.2 Ölbeständige E-Maschinen
- 4 Betriebsarten der E-Maschine
- 4.1 Motorbetrieb
- 4.2 Generatorbetrieb
- 5 Aufbau und Wirkungsweise von drei unterschiedlichen E-Maschinen
- 5.1 Asynchronmaschine
- 5.1.1 Aufbau und Wirkungsweise
- 5.1.2 Vorteile der Asynchronmaschine
- 5.2 Geschaltete Reluktanzmaschine
- 5.2.1 Aufbau und Wirkungsweise
- 5.2.2 Besonderheiten der Reluktanzmaschine
- 5.3 Synchronmaschine
- 5.3.1 Aufbau und Wirkungsweise der Synchronmaschine
- 5.3.2 Permanentmagnet Synchronmaschine
- 5.3.3 Vergrabene Magnete
- 5.3.4 Oberflächenmagnete
- 5.3.5 Wirkungsgrad der Synchronmaschine
- 5.1 Asynchronmaschine
- 6 Direkter Praxisvergleich der drei unterschiedlichen E-Maschinen
- 6.1 Aufbau des E-Go-Karts
- 6.1.1 Batteriesystem
- 6.1.2 Ultra Caps
- 6.1.3 Wechselrichter
- 6.1.4 E-Maschinen
- 6.2 Testergebnisse
- 6.3 PSM als Testsieger in Punkto Wirkungsgrad
- 6.1 Aufbau des E-Go-Karts
- 7 Einsatz der Synchronmaschinen in Fahrzeugmodellen
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Bachelorarbeit untersucht die Rolle des Elektromotors im Hybridfahrzeug. Die Arbeit konzentriert sich auf die Anforderungen an Elektromotoren und vergleicht drei verschiedene Typen hinsichtlich Aufbau, Wirkungsweise und Wirtschaftlichkeit. Ein praktischer Vergleich mittels Go-Kart-Tests liefert Erkenntnisse über die Performance der Motorentypen.
- Anforderungen an Elektromotoren in Hybridfahrzeugen
- Vergleich verschiedener Elektromotorentypen (Asynchronmaschine, geschaltete Reluktanzmaschine, Synchronmaschine)
- Aufbau und Wirkungsweise der untersuchten Elektromotorentypen
- Praktischer Vergleich der Motorentypen durch Go-Kart-Tests
- Bewertung der Ergebnisse hinsichtlich des Wirkungsgrades
Zusammenfassung der Kapitel
1 Vorwort: Dieses Kapitel dient als Einleitung zur Arbeit und gibt einen kurzen Überblick über das Thema und die Struktur der Arbeit. Es werden keine fachlichen Inhalte behandelt.
2 Einführung in die Hybridtechnologie: Dieses Kapitel führt in die Hybridtechnologie ein und erläutert die Funktionsweise von Hybridantrieben. Es beschreibt die Vorteile der Kombination von Verbrennungs- und Elektromotor und hebt die Bedeutung der E-Maschine im Hybridantrieb hervor. Die Kapitelteile beleuchten den grundlegenden Kontext der Arbeit und die Bedeutung der Hybridtechnologie im Automobilsektor.
3 Anforderungen an die E-Maschine: Dieses Kapitel beschreibt die spezifischen Anforderungen, die an Elektromotoren in Hybridfahrzeugen gestellt werden. Es konzentriert sich auf die Notwendigkeit von wasserdichten und ölbeständigen Motoren, die den rauen Bedingungen im Fahrzeug gerecht werden müssen. Diese Anforderungen sind entscheidend für die Langlebigkeit und Zuverlässigkeit des Systems.
4 Betriebsarten der E-Maschine: In diesem Kapitel werden die verschiedenen Betriebsarten des Elektromotors, nämlich Motor- und Generatorbetrieb, detailliert erklärt. Es wird erläutert, wie der Elektromotor sowohl als Antrieb als auch als Generator für die Energiegewinnung fungieren kann und welche Bedingungen und Prozesse in den jeweiligen Betriebsarten vorliegen. Die Beschreibung dieser Betriebsarten ist fundamental für das Verständnis der Funktionsweise des Hybridantriebs.
5 Aufbau und Wirkungsweise von drei unterschiedlichen E-Maschinen: Dieses Kapitel beschreibt ausführlich den Aufbau und die Wirkungsweise von drei verschiedenen Elektromotorentypen: Asynchronmaschine, geschaltete Reluktanzmaschine und Synchronmaschine. Für jeden Typ werden die jeweiligen Vorteile und Nachteile im Detail erläutert. Es wird auf die Unterschiede in der Konstruktion und Funktionsweise eingegangen, um ein umfassendes Verständnis der jeweiligen Technologien zu vermitteln. Der Fokus liegt auf den technischen Details und dem Vergleich der unterschiedlichen Prinzipien.
6 Direkter Praxisvergleich der drei unterschiedlichen E-Maschinen: In diesem Kapitel wird der praktische Vergleich der drei Elektromotorentypen im Go-Kart-Test beschrieben. Es werden der Aufbau des Testfahrzeugs, die verwendeten Komponenten (Batteriesystem, Ultra Caps, Wechselrichter) sowie die Durchführung der Tests und die Auswertung der Messergebnisse detailliert dargestellt. Der Vergleich der Ergebnisse bietet eine praktische Bewertung der im Kapitel 5 theoretisch vorgestellten Motorentypen.
7 Einsatz der Synchronmaschinen in Fahrzeugmodellen: Dieses Kapitel diskutiert den praktischen Einsatz der Synchronmaschinen, insbesondere der Permanentmagnet-Synchronmaschine, in verschiedenen Fahrzeugmodellen. Es wird auf die konkreten Anwendungen und die Vorteile dieser Motorentypen in realen Fahrzeugen eingegangen. Der Fokus liegt auf der Übertragung der Testergebnisse in die Praxis und die industrielle Anwendung.
Schlüsselwörter
Hybridfahrzeug, Elektromotor, Asynchronmaschine, geschaltete Reluktanzmaschine, Synchronmaschine, Permanentmagnet, Wirkungsgrad, Hybridantrieb, Go-Kart-Test, Energieeffizienz.
Häufig gestellte Fragen (FAQ) zur Bachelorarbeit: Vergleich verschiedener Elektromotoren in Hybridfahrzeugen
Was ist der Gegenstand dieser Bachelorarbeit?
Die Bachelorarbeit untersucht die Rolle von Elektromotoren in Hybridfahrzeugen. Im Mittelpunkt steht ein Vergleich dreier verschiedener Elektromotorentypen – Asynchronmaschine, geschaltete Reluktanzmaschine und Synchronmaschine – hinsichtlich ihres Aufbaus, ihrer Wirkungsweise und ihrer Wirtschaftlichkeit. Ein praktischer Vergleich mittels Go-Kart-Tests liefert zusätzliche Erkenntnisse zur Performance der Motorentypen.
Welche Elektromotorentypen werden verglichen?
Die Arbeit vergleicht drei verschiedene Elektromotorentypen: Asynchronmaschinen, geschaltete Reluktanzmaschinen und Synchronmaschinen (inklusive Permanentmagnet-Synchronmaschinen mit vergrabenen und Oberflächenmagneten).
Welche Kriterien werden für den Vergleich der Elektromotoren verwendet?
Der Vergleich basiert auf den Kriterien Aufbau, Wirkungsweise und Wirtschaftlichkeit (Wirkungsgrad). Ein praktischer Go-Kart-Test dient zur Bewertung der Performance unter realen Bedingungen.
Welche Anforderungen werden an Elektromotoren in Hybridfahrzeugen gestellt?
Ein wichtiger Aspekt der Arbeit sind die Anforderungen an Elektromotoren in Hybridfahrzeugen, insbesondere die Notwendigkeit von wasserdichten und ölbeständigen Motoren, um den rauen Bedingungen im Fahrzeug standzuhalten.
Wie werden die Elektromotoren im praktischen Teil der Arbeit getestet?
Der praktische Vergleich findet in einem Go-Kart-Test statt. Dabei werden die drei Elektromotorentypen in einem identischen Go-Kart eingesetzt und ihre Performance unter verschiedenen Bedingungen gemessen und verglichen. Der Aufbau des Go-Karts (Batteriesystem, Ultra Caps, Wechselrichter) wird detailliert beschrieben.
Welche Ergebnisse liefert der Go-Kart-Test?
Der Go-Kart-Test liefert Daten zur Performance der drei Elektromotorentypen, die eine praktische Bewertung der in der Arbeit theoretisch vorgestellten Motorentypen ermöglichen. Die Permanentmagnet-Synchronmaschine zeigt sich im Test als besonders wirkungsgradstark.
Welche Kapitel umfasst die Arbeit?
Die Arbeit gliedert sich in sieben Kapitel: Vorwort, Einführung in die Hybridtechnologie, Anforderungen an die E-Maschine, Betriebsarten der E-Maschine, Aufbau und Wirkungsweise von drei unterschiedlichen E-Maschinen, Direkter Praxisvergleich der drei unterschiedlichen E-Maschinen und Einsatz der Synchronmaschinen in Fahrzeugmodellen.
Welche Schlüsselwörter beschreiben die Arbeit am besten?
Die wichtigsten Schlüsselwörter sind: Hybridfahrzeug, Elektromotor, Asynchronmaschine, geschaltete Reluktanzmaschine, Synchronmaschine, Permanentmagnet, Wirkungsgrad, Hybridantrieb, Go-Kart-Test, Energieeffizienz.
Wo finde ich detailliertere Informationen zu den einzelnen Elektromotorentypen?
Kapitel 5 der Arbeit beschreibt ausführlich den Aufbau und die Wirkungsweise der drei untersuchten Elektromotorentypen. Dort werden auch die jeweiligen Vorteile und Nachteile im Detail erläutert.
Welche Schlussfolgerungen zieht die Arbeit?
Die Arbeit zieht Schlussfolgerungen aus dem Vergleich der drei Elektromotorentypen, unter Berücksichtigung der Testergebnisse und der Anforderungen an Elektromotoren in Hybridfahrzeugen. Die Ergebnisse des Go-Kart-Tests zeigen die Überlegenheit der Permanentmagnet-Synchronmaschine in Bezug auf den Wirkungsgrad.
- Citar trabajo
- Harald Petschnik (Autor), 2009, Der Elektromotor im Hybridfahrzeug, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/140493
