De efficiency, veiligheid en robuustheid van elektrische systemen worden steeds belangrijker voor autofa-brikanten. Dat geldt voor auto’s met een verbran-dingsmotor maar vooral voor puur elektrische voertuigen, waaraan de industrie met veel vaart werkt. De afdeling Fahrzeugsysteme und Grund-lagen der Elektrotechnik van de Universität Kassel werkt momenteel in het onderzoeksproject ‘Prädem’ samen met de TU Ilmenau en Volkswagen aan de toekomst van elektromobiliteit.
Het succes van de toekomstige voertuigen op de markt zal onder andere afhangen van de betrouwbaarheid en onderhoudsvriendelijkheid. Daarom ontwikkelen en testen de wetenschappers in Kassel sinds een jaar een diagnose systeem, zoals dat bij verbrandingsmotoren al lang bestaat. Het doel is om tijdig problemen in een elektrische aandrijving te herkennen en dat zo’n systeem in de werkplaats eenvoudig te bedienen en uit te lezen is.
Het aantal elektrische componenten in auto’s met benzine- of dieselmotoren neemt steeds meer toe. Voorbeeld hiervan is de hydraulisch bekrachtigde besturing, die al in veel auto’s door elektrische stuurbekrachtiging wordt vervangen. Elektrische systemen zijn beter te regelen dan hydraulische en hebben vaak een hoger rendement.
Verbruik
Omdat elektrische systemen niet zijn gekoppeld aan de motor en alleen bij gebruik energie opnemen, helpen ze het brandstofverbruik van een auto te verminderen. Het toenemend aantal elektrisch aangedreven aggregaten vereist echter het feilloos werken van een uitgekiend boordnet, dus een betrouwbaar samenspel tussen onderlinge netwerken van stuurapparaten, regelaars, omvormers en sensoren.
De toename van de elektrische systemen heeft meer gevolgen. Een mo-derne auto heeft tijdens het normale rijden een elektrisch vermogen van 600 W nodig. Maar in het uiterste geval, als veel gebruikers gelijktijdig energie vragen, kunnen dat kortstondig enkele kilowatts zijn. Een hoger vermogen zorgt ook voor hogere temperaturen in de elektrische leidingen. Dat kan aanleiding zijn tot een plotselinge spanningsval, als de dynamo en de batterij niet voldoende vermogen kunnen leveren.
Om tegemoet te komen aan deze toenemende eisen, werkt het laboratorium aan een voor elk voertuigtype op maat gesneden distributie van de energie in het boordnet. Met een intelligente regeling van het systeem en een opti-male topologie van de bekabeling kunnen energie en kosten worden be-spaard. Op dit moment maakt de fabrikant bij twijfel het boordnet voor de veiligheid wat groter dus duurder dan noodzakelijk.
Elektrisch rijden
Met de overstap naar zuiver elektrisch rijden worden de eisen aan robuus-theid en veiligheid van het boordnet alleen maar hoger. Hier worden be-duidend hogere spanningen en stromen gebruikt dan in het boordnet van een auto met verbrandingsmotor.
Bovendien zal het stroomverbruik van de elektrische componenten mede-bepalend zijn voor het succes van de elektrische voertuigen op de markt. Als het boordnet teveel elektrische energie verbruikt, gaat dat ten kosten van de actieradius. 1 kW meerverbruik zou, afhankelijk van het type voertuig, tot 6% verlies kunnen betekenen.
Een uitgekiend, goed geregeld elektrisch systeem voor de aandrijving van aggregaten zal daarom helpen om de energie efficiëntie en daarmee de actieradius en marktkansen van een elektrische auto te verbeteren.
