Die Zukunft der Elektromobilität - bosch-presse.de€¦ · Batterieladegerät für EV und PHEV...
Transcript of Die Zukunft der Elektromobilität - bosch-presse.de€¦ · Batterieladegerät für EV und PHEV...
Presse-Workshop Elektromobilität
Die Zukunft der Elektromobilität Bosch-Techniken für Elektrofahrzeuge | Dr. Matthias Küsell
1 07.07.2010 | © Robert Bosch GmbH 2010. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion, Bearbeitung, Weitergabe sowie für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen.
Bosch Techniken für Elektrofahrzeuge | Dr. Matthias Küsell
Vom Hybrid- zum Elektrofahrzeug
Presse-Workshop Elektromobilität
Vom Hybrid zum Elektrofahrzeug
HybridKonventionellerVerbrennungsmotor Plug-In Hybrid
Elektrofahrzeug m. Range Extender Elektrofahrzeug
Inverter Inverter Inverter Inverter
Ladegerät Ladegerät Ladegerät
ompo
nent
en
Batterie HV-Batterie HV-Batterie HV-Batterie HV-Batterie
schi
neE
-Ko
g in
kl. E
-Mas
Ant
riebs
trang
2 07.07.2010 | © Robert Bosch GmbH 2010. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion, Bearbeitung, Weitergabe sowie für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen.
A
Elektrofahrzeug: EntwicklungsschwerpunktePresse-Workshop Elektromobilität
Elektrofahrzeug: Entwicklungsschwerpunkte
Wirkungsgrad• Optimiertes E-
M hi D i
Sicherheit• Sicherheitskonzept
H h lt dReichweiten-steigerungKosten-reduktion
Maschinen-Design• Regeneratives
Bremsen• Thermo- und
Energiemanagement
Sicherstellung konventioneller Fahrzeug-standards
Hochvolt und Fahrzeugsteuerung
• Systemanpassung Fahrdynamik
• Systemkonformitätreduktion Energiemanagement standards • Systemkonformität ISO26262
E-Antriebs-leistung
Beschleunigung
Komfort
Orientierung am
• Optimiertes E-Maschinen-Design
• Verbesserte Wärmeableitung bei
• Reduzierung der Antriebsstrangvibration
• Schnellladen der Batterie
SteigfähigkeitMaximale Geschwindigkeit
Standardkomfort konventioneller Fahrzeuge
Wärmeableitung bei E-Maschine und Leistungselektronik
• Verbesserte Energie-dichte der Batterie
Batterie• Optimierte
Klimatisierung
3 07.07.2010 | © Robert Bosch GmbH 2010. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion, Bearbeitung, Weitergabe sowie für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen.
dichte der Batterie
Reichweite abhängig von Effizienz der elektr. Verbraucher
Presse-Workshop Elektromobilität
g g
200km
Reichweite
150km
100km
50km
Basis-Elektrofahrzeug
0kmAbblendlicht Abblendlicht,
WischerAbblendlicht,
Wischer,beheizte Sitze
Phoenix, AZ+40°C
A/C-Leistung 3kW
Moskau,-10°C
Heizleistung 6kW
Basis-Elektrofahrzeug:• Gewicht 1000kg • Ø Motorleistung 4,5 kW• Ø Geschwindigkeit 33 6 km/h
• Energieverbrauch reines Fahren 13,8 kWh/100km• Batteriekapazität 30 kWh• Luftwiderstand 0 71
4 07.07.2010 | © Robert Bosch GmbH 2010. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion, Bearbeitung, Weitergabe sowie für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen.
Ø Geschwindigkeit 33,6 km/h Luftwiderstand 0,71
Fokus: Wirkungsgradverbesserung Gesamtfahrzeug
Presse-Workshop Elektromobilität
g g g g
Wirkungsgrad-Maßnahmen Beispiele
Elektrischer Antrieb:E M • Dauerleistung
Verbesserung • E-Motor• Leistungselektronik
Dauerleistung• Dauerdrehmoment
Bremse • Kooperatives Regeneratives Bremssystem
• Reichweitensteigerung • Kostenreduktion
Nebenaggregate • Vakuumfreies Bremssystem• Elektromechanische Servolenkung
Thermomanagement & HVAC • Temperierung Fahrgastzelle • Kostenreduktion Thermomanagement & HVAC • Temperierung Komponenten
Energiemanagement• Verfeinerte Betriebsstrategien durch Ankoppelung
des Navigationssystems (z.B. Range Extender) • Selektives Abschalten von Nebenaggregaten
Batterie • Fortschritte in der Zellenchemie • Optimierung des Batteriemanagement-Systems• Vorteilhaftes Thermomanagement
5 07.07.2010 | © Robert Bosch GmbH 2010. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion, Bearbeitung, Weitergabe sowie für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen.
Entwicklungsziele elektrischer AntriebPresse-Workshop Elektromobilität
Entwicklungsziele elektrischer Antrieb
Elektrischer AntriebHybridfahrzeug
Elektrischer AntriebElektrofahrzeugOptimierung und Erweiterung
Wirkungsgradverbesserungin EV-spezifischen Betriebspunkten
Hybridfahrzeug Elektrofahrzeug (EV)
Optimierung und Erweiterung
Erhöhte Dauerleistungdurch verbesserte Kühlung
Anforderungen:• Begrenzter Bauraum
Anforderungen:• Hoher Wirkungsgrad bei g
• Max. Drehmoment• Max. Leistung
g gniedrigem Drehmoment
• Dauer- und Maximal-Drehmoment
6 07.07.2010 | © Robert Bosch GmbH 2010. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion, Bearbeitung, Weitergabe sowie für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen.
Technologien für ElektromotorenPresse-Workshop Elektromobilität
Technologien für Elektromotoren
PSM PSM ESM (Permanent erregte Synchronmaschine)
Vorteile hinsichtlich Bauraum, Leistungsdichte und GewichtAusgereifte Technologie die in allenAusgereifte Technologie, die in allen Separaten Motor Generatoren verwendet wird
Bauraum kleiner größer
Mechanische Leistung
gleich
ESM (Elektrisch erregte Synchronmaschine)
Technische RisikenStrategische Alternative aufgrund
Leistungsdichte höher niedriger
Max. Drehmoment gleich
Wirkungsgrad niedriger höher Strategische Alternative aufgrund hoher Kostensensitivität von Seltenerdmetallen (Neodym)
Wirkungsgrad niedriger höher
Gewicht niedriger höher
7 07.07.2010 | © Robert Bosch GmbH 2010. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion, Bearbeitung, Weitergabe sowie für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen.
Reduktion der Heizlast für Elektrofahrzeuge (EV)
Presse-Workshop Elektromobilität
g ( )
• Thermische Isolierung
• ZielgerichteteKlimatisierung
• Reduktionthermischer
I. Reduktion von Energie-bedarf
W]
Abwärme nutzenKomponenten
(E-Motor, Batterie)
KonventionellesFahrzeug
thermischer Massen
II. Wärme-Rückgewinnung
astb
edar
f [W
= EV
mit minimierter Heizlast
( , )
= EV
mit
Vorheizen/-kühlenAm Stromnetz
= EV
Hei
zla
mit Thermomanagement Mit Vorheizen/
-kühlen
Das Heizen/Kühlen der Fahrgastzelle kann die Reichweite der Batterie um 40% senken.
8 07.07.2010 | © Robert Bosch GmbH 2010. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion, Bearbeitung, Weitergabe sowie für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen.
Ziel Reduktion des Energiebedarfs ohne signifikante Abstriche in punkto Komfort
Presse-Workshop Elektromobilität
Ankopplung des NavigationssystemsAnkopplung des NavigationssystemsEnergieeffiziente Route
Fahrzeugspezifisches EnergieverbrauchsmodellS k i h fStreckeneigenschaften
P ä i d kt ll R i h it hätPräzise und aktuelle ReichweitenschätzungVerbrauchsmodell + StreckeneigenschaftenVisualisierung der aktuellen Reichweite (Aktualisierung z B aufgrund Stau Aktivierung Klima/Heizung)
Ziel
Home
(Aktualisierung z.B. aufgrund Stau, Aktivierung Klima/Heizung)
Unterstützung Fahrer bei Reichweitenoptimierung
Kinder-garten
speed limit ahead
Ausrollassistenz zur Ausschöpfung des RekuperationspotenzialsNutzung Heizung/Klima, Beeinflussung Geschwindigkeitswahl
speed limit ahead
9 07.07.2010 | © Robert Bosch GmbH 2010. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion, Bearbeitung, Weitergabe sowie für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen.
Geschwindigkeitswahl
Presse-Workshop Elektromobilität
Hochvolt-Batterieladegerät für EV und PHEVStatus:
Externe Ladestationen flächendeckend noch nicht verfügbarJ d S kd i d i ll T k ll
Hochvolt Batterieladegerät für EV und PHEV
Jede Steckdose wird zur potenziellen TankstelleNachladen der Hochvolt-Batterie über Nacht oder bei der Arbeit
Ziel on board“ Ladegerät für weltweiten EinsatzZiel: „on-board Ladegerät für weltweiten Einsatz
Herausforderungen: Welt eite Net spann ngen nd freq en enWeltweite Netzspannungen und –frequenzenNormen (fahrzeug- und netzseitig)Effizienz, Bauraum und Gewicht Lebensdauer und UmweltbedingungenLebensdauer und Umweltbedingungen Erhöhung Lebensdauer der Hochvolt-Batterie durch optimales Laden
Weltweite Netze fordern Standardladegerät: 1-Phasig, 3.3kW LadeleistungBosch entwickelt skalierbares Ladegerät (3 3kW 6 6kW 10kW)
10 07.07.2010 | © Robert Bosch GmbH 2010. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion, Bearbeitung, Weitergabe sowie für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen.
Bosch entwickelt skalierbares Ladegerät (3.3kW, 6.6kW, 10kW)
Presse-Workshop Elektromobilität
ZusammenfassungZusammenfassung
Bosch verfügt über ganzheitliche Systemkompetenz und entwickelt alle Komponenten zur Elektrifizierung des Autos wie E-Maschine Leistungs-Komponenten zur Elektrifizierung des Autos wie E Maschine, Leistungselektronik, Batterie (SB LiMotive), Ladegerät und Bremssysteme
Der Wirkungsgrad und dessen Verbesserung spielt eine zentrale RolleDer Wirkungsgrad und dessen Verbesserung spielt eine zentrale Rolle bei der systematischen Optimierung der Energieeffizienz von Hybrid-und Elektrofahrzeugen.
Parallel-Strong-Hybridsystem von Bosch bereits in SerieSerienentwicklung für Elektrofahrzeug- und weitere Hybrid-Kundenprojekte angelaufen
11 GS-EH/MKT | 07.07.2010 | © Robert Bosch GmbH 2010. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion, Bearbeitung, Weitergabe sowie für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen.
Presse-Workshop Elektromobilität
12 07.07.2010 | © Robert Bosch GmbH 2010. Alle Rechte vorbehalten, auch bzgl. jeder Verfügung, Verwertung, Reproduktion, Bearbeitung, Weitergabe sowie für den Fall von Schutzrechtsanmeldungen.