Im Rahmen dieser Arbeit beschäftigt sich der Autor mit der Erstellung eines technischen Konzeptes für die Elektrifizierung eines Nutzfahrzeuges, genauer mit einer Straßenkehrmaschine.
Die Arbeit beginnt mit der Ermittlung der Anforderungen an die Leistung, die ein solches Nutzfahrzeug bereitstellen können muss. Hier wird besonders auf die notwendige Antriebsleistung zum Fortbewegen des Fahrzeuges und die Leistung für den Betrieb der Besen der Kehrmaschine eingegangen. Die Werte werden, wenn auch vereinfacht, neu errechnet, um auf ein Minimum der Leistung zu kommen und nicht durch vorangegangene Überdimensionierungen durch Sicherheitsfaktoren oder ähnliches eine "unnötig" hohe Anforderung zu haben. Anschließend wird eine Möglichkeit für die Elektrifizierung des Antriebsstranges herausgearbeitet, bei der auch Komponenten von dem aktuellen Stand der Technik eingearbeitet werden. Es soll aufgezeigt werden, ob die Entwicklung in diesem Bereich auf einem bereits ausreichenden Stand ist, um von einer erfolgreichen Realisation eines solchen Projektes ausgehen zu können. Darauf folgend wird auf den Bereich der Energiespeicherung eingegangen. Da die Leistungsaufnahme während einem täglichen Betrieb ausschlaggebend für eine mögliche, erfolgreiche Realisierung ist, wird diese mit der Leistung verglichen, die mit heutigen Speichermöglichkeiten bereitgestellt werden kann.
Mit dem Ergebnis der Arbeit soll aufgezeigt werden, dass die bereits vorhandene Technik reif ist für eine erfolgreiche Umsetzung eines solchen Projektes. Dadurch sollen Hersteller zur Realisierung einer elektrifizierten Straßenkehrmaschine angeregt werden, um im Bereich der Nutzfahrzeuge verstärkt zu einem umweltschonenden Betrieb zu gelangen.
Inhaltsverzeichnis
- Inhaltsverzeichnis
- Abbildungsverzeichnis
- Tabellenverzeichnis
- Abkürzungsverzeichnis
- Formelzeichen und Einheiten
- Formelverzeichnis
- Abstract
- Abstract (English)
- Einleitung
- Motivation
- Zielsetzung
- Aufbau der Arbeit
- Anforderungen
- Technische Daten - konventionelle Motorisierung
- Leistungsanforderung
- Fahrleistung
- Fahrleistung – Fahrbetrieb
- Fahrleistung – Kehrbetrieb
- Maximal- und Momentanleistung
- Hydraulikleistung
- Kehrgutbehälter
- Beseneinheit
- Lenkung
- Berechnung Hydraulikleistung
- Kehrleistung
- Luftabsaugung
- Hochdruckreiniger
- Klimatisierung
- Heizung
- Klimaanlage
- Sonstige Verbraucher
- Nutzungsprofil
- Konzept
- Antriebsstrang
- Grundlagen - Elektromotor
- Gleichstrommotoren - Funktionsweise
- Wechselstrommotor - Funktionsweise
- Motorenauswahl - Antriebsmotoren
- Motorenauswahl – Bürsten
- Elektrozylinder
- Bordnetz
- Leistungselektronik
- Transistor
- Gleichspannungswandler
- Gleichrichter
- Ladungsanforderung
- Komponentenwechsel
- Wegfallende Komponenten
- Hinzukommende Komponenten
- Konstruktiver Aufbau
- Konventionelle Variante
- Elektrifizierte Variante
- Gegenüberstellung
- Leistungsbilanz – technische Anforderungen
- Energiemanagement
- Energiespeicher
- Definition - Akkumulator
- Speichermöglichkeiten
- Auswahl - Energiespeicher
- Vorteile eines Lithium-Ionen-Akkumulators
- Nachteile eines Lithium-Ionen-Akkumulators
- Schnellladen
- Batteriemanagement
- Ladedauer
- Normales Laden
- Schnellladen
- Induktive Lademöglichkeit
- Rekuperation
- Funktionsweise
- Supercap
- Beitrag zur Energieversorgung
- Optimierung des Energieverbrauchs
- Optimierung bei der Klimatisierung
- Optimierung bei der Steuerungselektronik
- Weitere Optimierungspotenziale
- Leistungsbilanz – Energiespeicher
- Fazit / Ausblick
- Literaturverzeichnis
- Anhangsverzeichnis
- Anhang
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Bachelorarbeit befasst sich mit der Entwicklung eines technischen Konzeptes zur Elektrifizierung eines kommunalen Nutzfahrzeuges. Dabei liegt der Fokus auf der Analyse und Umsetzung eines elektrischen Antriebsstrangs unter Berücksichtigung der spezifischen Anforderungen des Fahrzeugs.
- Analyse der technischen Anforderungen und des Nutzungsprofils des Nutzfahrzeuges
- Entwicklung eines technischen Konzeptes für den elektrischen Antriebsstrang
- Bewertung von Energiespeichern und Ladeinfrastruktur
- Bewertung des Energiemanagements und Optimierungspotenziale für den Energieverbrauch
- Erstellung einer Leistungsbilanz für den elektrischen Antriebsstrang
Zusammenfassung der Kapitel
Die Arbeit beginnt mit einer detaillierten Beschreibung der Anforderungen an das Nutzfahrzeug, einschließlich der technischen Daten und des Nutzungsprofils. Die Kapitel 10 und 11 fokussieren auf die Entwicklung eines technischen Konzeptes für den elektrischen Antriebsstrang, wobei verschiedene Komponenten wie Elektromotoren, Elektrozylinder, Leistungselektronik und Bordnetz analysiert werden. Kapitel 12 befasst sich mit der Leistungsbilanz des elektrischen Antriebsstrangs. Kapitel 13 widmet sich dem Energiemanagement, insbesondere der Auswahl von Energiespeichern, der Ladeinfrastruktur und der Optimierung des Energieverbrauchs. Die Arbeit endet mit einer Zusammenfassung der Ergebnisse und einem Ausblick auf zukünftige Entwicklungen.
Schlüsselwörter
Elektrifizierung, Nutzfahrzeug, Antriebsstrang, Elektromotor, Elektrozylinder, Leistungselektronik, Bordnetz, Energiespeicher, Ladeinfrastruktur, Energiemanagement, Optimierung des Energieverbrauchs, Leistungsbilanz.
Häufig gestellte Fragen
Kann eine Straßenkehrmaschine komplett elektrifiziert werden?
Ja, die aktuelle Technik bei Elektromotoren und Batterien ist weit genug fortgeschritten, um sowohl den Fahrantrieb als auch die Kehraggregate effizient elektrisch zu betreiben.
Welcher Batterietyp eignet sich am besten für Nutzfahrzeuge?
Lithium-Ionen-Akkumulatoren sind aufgrund ihrer hohen Energiedichte und Leistungsfähigkeit derzeit die bevorzugte Wahl für die Elektrifizierung von Kehrmaschinen.
Wie wird die Hydraulikleistung in einem E-Nutzfahrzeug ersetzt?
Hydraulische Komponenten können durch effiziente Elektromotoren für die Besen oder Elektrozylinder für Hebe- und Kippfunktionen ersetzt werden.
Was ist Rekuperation bei einer Kehrmaschine?
Beim Bremsen oder im Kehrbetrieb kann Bewegungsenergie zurückgewonnen und in den Akkumulator oder Supercaps eingespeist werden, was die Reichweite erhöht.
Wie lange dauert das Laden einer elektrischen Kehrmaschine?
Das hängt von der Ladeinfrastruktur ab; neben normalem Laden über Nacht ermöglichen Schnellladesysteme eine zügige Wiederherstellung der Einsatzbereitschaft während der Pausen.
- Quote paper
- Markus Netter (Author), 2016, Technisches Konzept für die Elektrifizierung eines kommunalen Nutzfahrzeuges, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/454008
