Elektromobilität: Forschungen des Fraunhofer LBF ebnen den Weg in die Alltagstauglichkeit

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Anders als in Norwegen oder China ist die Elektromobilität im deutschen
Autoalltag noch nicht angekommen. „Sie bietet im Spannungsfeld zwischen
ökologischer Vernunft, Verantwortung für die Zukunft sowie technischen und
wirtschaftlichen Kompromissen ganz neue Perspektiven in der nachhaltigen
Mobilität“, erklärt Prof. Dr. Tobias Melz, Leiter des Fraunhofer-Instituts
für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF. Mit zahlreichen
Forschungsprojekten arbeitet das Darmstädter Institut aktiv daran, der
Elektromobilität zum Durchbruch zu verhelfen. Einblicke in die Ergebnisse
zeigt das Fraunhofer LBF beim 3. Tag der Elektromobilität am 9. April auf
dem Marktplatz in Darmstadt.

Zu sehen sind zwei Fahrzeuge aus der institutseigenen Forschungsflotte,
wie der vom LBF entwickelte GEV/one und ein Tesla, der Lastdaten im
Fahrbetrieb sammelt und die Batterie umfangreich testet. Der GEV/one, das
vom LBF entwickelte generator-elektrische Fahrzeug, ist ein komplett neues
Konzept, mit dem die Energiewende als Ganzes betrachtet wird. Das Fahrzeug
fährt ausschließlich elektrisch und speichert die Energie nicht in einer
großen Batterie, sondern erzeugt sie kontinuierlich mit einem Gasmotor und
einem elektrischen Generator. Der GEV/one wird dadurch unabhängig von
teurer, neu zu installierender Lade-Infrastruktur, zeigt gleichzeitig eine
exzellente Energieeffizienz und hat keine eingeschränkte Reichweite wie
die meisten der zurzeit angebotenen E-Fahrzeuge. „Das Gas kann dabei auch
voll regenerativ, zum Beispiel als Biomethangas, erzeugt werden. Mit dem
GEV/one ist ein echtes Nullemissionsfahrzeug realisiert worden“, so Melz.

Energieoptimale Routenplanung lässt Elektrofahrzeuge sicher ankommen
Bereits seit 2009 entwickelt die Fraunhofer-Gesellschaft Lösungsansätze
für die Elektromobilität, die in den nächsten Jahren auf den Markt kommen
werden. Innerhalb der Fraunhofer-Gesellschaft zählt das Fraunhofer LBF zu
den führenden Instituten im Bereich von Automobilindustrie und
Mobilitätsangeboten. Systemische Innovationen entstehen aktuell
beispielsweise im hessischen Verbundforschungsprojekt „DieMo RheinMain“.
Mit Hilfe dieses Prognosemodells können Nutzer von Elektrofahrzeugen in
Zukunft schon vor Beginn der Reise mit einem Online-Routenplaner wichtige
Informationen über ihren Verbrauch oder ihre Reichweite erhalten.

Künftige Fahrzeuggenerationen werden von weiteren Ergebnissen laufender
Forschungsvorhaben des Fraunhofer LBF profitieren. Darunter sind neue
Leichtbaugehäuse für Traktionsbatterien, Lösungen für das akustische
Verhalten von elektrischen Antrieben oder die Zuverlässigkeit
leistungselektronischer Bauteile. Im Fokus der Elektromobilitätsforschung
stehen die Batteriesysteme. Damit verbinden sich zahlreiche neue
Fragestellungen, die sich allerdings nicht von konventionellen Antrieben
übertragen lassen. „Hier sind wissenschaftlich und technisch völlig neue
Herangehensweisen gefragt. Deren Beantwortung mit Fokus auf die
Zuverlässigkeit und Schwingungstechnik hat sich das Fraunhofer LBF auf die
Fahne geschrieben und unterstützt so die erfolgreiche Entwicklung
marktgerechter Elektrofahrzeuge“, sagt Institutsleiter Melz.

Moderne Prüfeinrichtungen für Batteriesysteme senken Entwicklungskosten
Batteriesysteme können bis zu einem Drittel des Gesamtgewichts und fast
die Hälfte der Herstellkosten ausmachen. Verglichen mit konventionellen
Fahrzeugen ergeben sich deutlich veränderte Randbedingungen für Belastung
und Fahrdynamik. Deshalb müssen Hersteller die Betriebssicherheit und
Zuverlässigkeit von Elektrofahrzeugen über einen langen Zeitraum
gewährleisten, idealerweise über die gesamte Fahrzeuglebensdauer. Das
Fraunhofer LBF verfügt über auch für Batteriesysteme geeignete Prüf- und
Nachweisverfahren. Bei optimalem Einsatz lassen sich damit die Kosten im
gesamten Fahrzeugentwicklungsprozess reduzieren.

Im 2015 eröffneten „Zentrum für Systemzuverlässigkeit / Elektromobilität
ZSZ-e“ entwickeln LBF-Forscher neue Prüfprozeduren und -richtlinien für
Hochvolt-Batteriesysteme und führen multiphysikalische Prüfungen für
komplette Batterien, Batteriemodule oder Komponenten durch. Dazu nutzen
sie modernste Prüfanlagen wie den in seiner Art einzigartigen multiaxialen
Schwingtisch für Traktionsbatterien MAST. Damit ist es möglich, thermische
und klimatische Bedingungen, elektrische Lasten und auch hochdynamische
mechanische Größen, zum Beispiel aus der Schlechtweganregung, simultan auf
das Prüfobjekt einwirken zu lassen.

Weitere Informationen finden Sie unter
http://www.lbf.fraunhofer.de/tagderelektromobilitaet