The increased popularity of electric vehicles and e-mobility among the people, have encouraged many automotive companies and research organisations to develop good strategies for drivetrain designs involving batteries. As seen in the department of Alternative Powertrains research is carried out on hybrid fuel cell and electric vehicles. This thesis deals with the development of lithium ion battery model for electric vehicle simulations. A novel approach using black box modelling is developed for development of battery model using only the available battery measurements. Furthermore, a measurement test strategy is formulated providing the process direction and measurement parameters to be considered. Developed battery model provide voltage estimates for given Charge rate,temperature and State of Charge (SOC). The comparison of experimentally obtained and model estimated values. The model developed has a very good accuracy in estimation.

Neben der Verringerung von Verkehrsunfällen und Staus ist ein wichtiges Ziel der Verkehrspsychologie, die Luftverschmutzung durch den Verkehr zu reduzieren. Elektrofahrzeuge (BEVs) könnten die CO2-Emissionen deutlich reduzieren. Der weltweite BEV-Bestand nimmt zwar stetig zu, aber die Marktanteile in den meisten EU-Ländern lag 2016 dennoch nur bei rund 1% (International Energy Agency, 2016). Eine weitreichende Verbreitung von Elektrofahrzeugen birgt nicht nur Vorteile in sich, sondern kann auch zur Belastung der Stromnetze führen. ‚Intelligente Ladesysteme‘, die den Ladeprozess an die Netzbelastung und Nutzeranforderungen (z.B. Ladestand bei Abfahrtszeit) anpassen, gelten als vielversprechende Lösung. Vor dem Hintergrund der bisher geringen Verbreitung von Elektrofahrzeugen und der mit einem Erfolg der Elektromobilität steigenden Relevanz intelligenter Ladesysteme entsteht die Notwendigkeit psychologische Faktoren zu identifizieren, die die Evaluation und Akzeptanz von Komponenten des Elektromobilitätssystems beeinflussen. An dieser Stelle knüpft die vorliegende Dissertation an. Der (praktische) Erfahrungshorizont vieler Menschen in Bezug auf Elektrofahrzeuge und intelligente Ladesysteme ist sehr limitiert. Unerfahrene Nutzer solch neuer Systeme begegnen bisher unbekannten Herausforderungen in der Mensch-Maschine-Interaktion. Beispielsweise geht das elektrische Fahren, im Vergleich zum Fahren herkömmlicher Fahrzeuge, mit einer wesentlich niedrigeren Reichweite, einer geringeren Geräuschkulisse, neuen „Nachtankprozessen“ und Fahrfunktionen wie der Rekuperation (d.h. regeneratives Bremsen bei dem kinetische in elektrische Energie umgewandelt wird) einher. Dieses Thema wird ebenfalls in der vorliegenden Dissertation aufgegriffen. Das erste Forschungsziel fokussierte die allgemeine Bewertung und Akzeptanz von Elektrofahrzeugen sowie den Einfluss von praktischer Erfahrung. Im Rahmen einer Feldstudie mit zwei 6-monatigen Studienphasen (Artikel II), einer Onlinestudie (Studie I von Artikel III) sowie einer 24-Stunden Testfahrt (Studie II von Artikel III) wurde dieses Ziel untersucht. Für die verschiedenen Arten von Erfahrung (langzeitig mit gleichem Fahrzeug vs. unkontrolliert vs. kurzzeitig mit gleichem Fahrzeug) zeigten sich unterschiedliche Effekte auf die Akzeptanz von Elektrofahrzeugen, die detailliert diskutiert werden. Die Berichte der Feldstudienteilnehmer (langzeitige Erfahrung) zu Vor- und Nachteilen von Elektrofahrzeugen zeigten, dass sich die Salienz bestimmter Vor- und Nachteile über die Nutzungszeit hinweg ändert. Vor allem die Vorteile, die beim Alltagstest direkt erlebt werden können (z.B. das angenehme Fahrgefühl, die geringe Geräuschkulisse), waren in ihrer Salienz gestiegen. Es gibt erlebbare Barrieren, wie die Ladedauer, die innerhalb der Feldstudie an Prägnanz verloren, aber auch andere, wie die Reichweite, die in ihrer Bedeutsamkeit konstant blieben. Die Vorher-Nachher-Studien (Artikel II & Studie II von Artikel III) zeigten, dass die Erwartungen der Tester an solch ein Fahrzeug im Alltagstest insgesamt erfüllt werden und die Einstellung gegenüber Elektrofahrzeugen positiv bleibt. Im Rahmen der 24-Stunden-Testfahrt (kurzzeitige Erfahrung) zeigte sich zudem ein Anstieg in der Zufriedenheit mit Elektrofahrzeugen. Dem gegenüber stehen die geringen Kaufabsichten der Befragten. Der Alltagstest mit einem Elektrofahrzeug, egal ob kurz- oder langzeitig, zeigte keine Effekte auf die Kaufintention. Allerdings wiesen die Ergebnisse der Onlinebefragung darauf hin, dass Personen, die bereits ein Elektrofahrzeug gefahren sind, gegenüber dem Kauf eines Elektrofahrzeugs nicht so stark abgeneigt sind wie Unerfahrene, aber dennoch keine klare Intention zeigen. Das zweite Forschungsziel bestand in der Untersuchung wie praktische Erfahrung mit dem Nutzerverhalten und der Evaluation bezüglich der Elektrofahrzeugcharakteristika zusammenspielt. Am Beispiel der Rekuperation wurde untersucht wie sich die Menschen im Rahmen einer 6-monatigen Feldstudie an solch eine Funktion gewöhnen, ihre Nutzung erlernen und ob sich dies in der Bewertung der Funktion widerspiegelt (Artikel I). Die Ergebnisse aus den Fahrzeugdaten weisen darauf hin, dass die Adaption an diese Funktion recht zügig abgeschlossen ist und dem Power Law of Practice (Newell & Rosenbloom, 1981) folgt. Die Rekuperationsfunktion wird durch die Nutzer positiv bewertet und die Zufriedenheit mit der Rekuperation steigt mit der Nutzungszeit. In zwei weiteren Studien wurde die Bewertung von Elektrofahrzeugcharakteristika zwischen Elektrofahrzeug-Erfahrenen und –Unerfahrenen verglichen. In der Onlinestudie (Studie I in Artikel III) mit dem unkontrollierten Erfahrungsfaktor zeigten sich kaum Unterschiede. Lediglich ‚Reichweite und Laden‘ bewerteten die Erfahrenen positiver. Kontrollierte, kurzfristige Erfahrung (Studie II in Artikel III) führte zu einer positiveren Bewertung von Beschleunigung und Fahrspaß, Geräuschlosigkeit, Sicherheit und Reliabilität, Umweltfreundlichkeit sowie des Rufs von Elektrofahrzeugen. Die Bewertung von Reichweite und Laden blieb unverändert. Das dritte, übergeordnete Ziel dieser Dissertation bestand darin, akzeptanzbeeinflussende Faktoren zu identifizieren, die als Ansatzpunkte für zukünftige Weiterentwicklungen und Strategien zur Erhöhung der Akzeptanz genutzt werden können. Dazu wurde das Potential der Bewertung verschiedener Elektrofahrzeugattribute, der Faktoren der Theorie des geplanten Verhaltens (Ajzen, 1991) sowie der Erfahrung mit Elektrofahrzeugen zur Vorhersage der Akzeptanz im Rahmen der beiden Studien in Artikel III untersucht. Der soziale Faktor (subjektive Norm) und die Bewertung von ‚Reichweite und Laden‘ wirkten sich am stärksten auf die Vorhersage von Einstellungs- und Verhaltensakzeptanz aus. In der Onlinestudie mit between-subjekt Design, zeigte sich zudem ein starker Erfahrungseffekt auf die Kaufabsicht. Zudem erwies sich auch der Faktor ‚Beschleunigung und Fahrspaß‘ als relevante Größe für die Akzeptanz. Vor dem Hintergrund der aktuellen Entwicklungen, im Detail den sinkenden Batteriekosten und damit günstiger werdenden Reichweiteressourcen, eröffnen die Ergebnisse Ansatzpunkte, um die Akzeptanz zu steigern. Die Bewertung der Performanz und das angenehme Fahrgefühl beim elektrischen Fragen weisen einen nicht zu vernachlässigbaren Einfluss auf die Akzeptanz von Elektrofahrzeugen auf und konnten durch ein kurzzeitiges Erfahrungserlebnis positiv beeinflusst werden. Das letzte Forschungsziel dieser Dissertation fokussierte das intelligente Laden. Die Ergebnisse der 5-monatigen Feldstudie (Artikel IV) zeigten, dass ein intelligentes Ladesystem (mit aktiver Nutzerbeteiligung) nutzbar und akzeptabel ist. Allerdings zeigten die Ergebnisse auch, dass eine positive Kosten-Nutzen-Bilanz für die Nutzer von hoher Relevanz ist. Der zusätzliche Aufwand beim Laden erwies sich als signifikant höher und die finanziellen Anreize durch die Nutzung des Systems als niedriger als erwartet. Zudem fühlten sich die Nutzer durch das System zusätzlich in ihrer Mobilität eingeschränkt. Demnach sollten zukünftige, intelligente Ladesysteme sorgfältig gestaltet werden, so dass der Aufwand und die Reduzierung von Flexibilität und Mobilität nicht so hoch sind, dass die Barriere "Reichweite und Laden" für die Akzeptanz von Elektrofahrzeugen erhöht wird. Basierend auf den Ergebnissen wurden verschiedene Implikationen abgeleitet. Die Weiterentwicklung des Elektromobilitätssystems sollte sich darauf konzentrieren, die Barrieren bezüglich Reichweite und Laden zu reduzieren sowie die positiven Aspekte des elektrischen Fahrens zu vermitteln. Zudem sollten zukünftige Akzeptanzmodelle, vor allem für bisher eher unbekannte Objekte oder Technologien, einen Erfahrungsfaktor und die Bewertung verschiedener, objekt-/technologie-spezifischer Attribute enthalten, da dadurch wichtige Aspekte zur Verbesserung des Forschungsobjektes identifiziert werden können. Die Ergebnisse zeigten außerdem, dass der soziale Einfluss in zukünftigen Strategien zur Akzeptanzförderung von Elektrofahrzeugen adressiert werden sollte und eine Testfahrt mit einem Elektrofahrzeug, das dem aktuellen Entwicklungsstand entspricht, ein strategisches Werkzeug zur Akzeptanzsteigerung darstellt.

Wie hoch ist die Leistungsdichte, Energieeffizienz, Fahrdynamik oder der Fahrkomfort? Wie wirken unterschiedliche, physikalische Systeme zusammen und wie können die mechatronischen Zusammenhänge verständlich dargestellt werden? Solche und andere Fragestellungen tauchen im Entwicklungsprozess immer wieder auf und lassen sich nur schwer zufriedenstellend beantworten. Die Systemsimulation liefert da einen effizienten Ansatz, welcher es dem Entwicklungsingenieur ermöglicht bereits in der Konzeptphase virtuelle Prototypen zu erstellen. Mit diesen kann dann das physikalische Verhalten simuliert, analysiert und anschließend optimiert werden. Dadurch ergibt sich bereits in den frühen Phasen der Produktentwicklung die Möglichkeit, alle zukünftigen Entscheidungen auf einer validen Basis zu treffen. ESI ́s SimulationX liefert für diese Anwendungsfälle eine umfassende softwaretechnische Lösung. Besonders im Bereich der E- Mobility sowie ihrer Peripherie ermöglicht die Software mit seinen anwendungsspezifischen Modellbibliotheken eine ganzheitliche Betrachtung.

Lösungen der Elektromobilität gelten als große Herausforderung für Entwickler und Gestalter. Da die technischen, ökonomischen, gesellschaftlichen und politischen Randbedingungen einer zukünftigen Elektromobilität noch nicht fixiert sind und diese sich zudem gegenseitig beeinflussen, bedarf es bei der Gestaltung von elektrisch getriebenen Fahrzeugen eines effizienten und effektiven Zusammenspiels aller angesprochenen Disziplinen. Innovationen, die das Feld der Mobilität definieren, sind gesucht, wobei bei einer kurz- bis mittelfristigen Betrachtung sprunghafte Veränderungen nicht zu erwarten sind. Bekannte, weitgehend sequentielle und arbeitsteilige Arbeitsabläufe haben sich bislang kaum bewährt, wenn es darum geht, in kurzer Zeit erfolgreiche und zukunftsweisende Mobilitätslösungen zu generieren. Die erforderliche Entwicklungsdynamik kann nur von neuen, die Komplexität und Nichtlinearität des Zielsystems abbildenden Prozessen und Methoden erbracht werden. Dieser Text stellt einen möglichen organisatorischen Weg und einige konzeptionelle Ergebnisse vor. Beispiele für Ansätze der Automobilindustrie, das eigene Feld bei der Entwicklung von Mobilitätslösungen zu verlassen, sind der Future Award der Audi AG (Audi AG) und das BMW Guggenheim Lab (BMW AG). Zur Lösung der hier beschriebenen Aufgabe wurden in einem BMU-geförderten Forschungsvorhaben transdisziplinäre Vorgehensweisen zum Konzipieren und Gestalten eines elektrisch getriebenen innerstädtischen Servicefahrzeugs weiterentwickelt und an einem Ausführungsbeispiel erprobt (Autorenkollektiv). [... Einleitung]

unregelmäßig erscheinende Zeitschrift über aktuelle Themen der TU Chemnitz

Der Umbruch zur Elektromobilität und der schrittweise Aufbau von Mobilität 4.0 bietet dem Land Sachsen die Chance, eine neue innovative Fahrzeugmarke als Treiber der regionalen Zulieferindustrie zu etablieren. Das innovative Verkehrs- und Logistikkonzept für Ballungszentren ist deutlich leichter, puristischer, einfach zu bedienen und robuster als bisher am Markt befindliche Fahrzeugkonzepte. Mit seinem 48V System kann die Wartung des Fahrzeuges unkompliziert in jeder freien Werkstatt erfolgen. Es kann damit als mediale Plattform und als Karosseriekonzept für viele innovative Ansätze im Freistaat Sachsen dienen. Darüber hinaus bietet die Verknüpfung zum Hzwo e.V. die Möglichkeit, das Gesamtsystem zu testen, Erfahrungen im Bereich von Brennstoffzellensystemen zu sammeln und innovative Einzelkomponenten zu integrieren. Im Rahmen dieses Beitrags sollen der methodische Ansatz zur Konzeption des innovativen Verkehrs- und Logistikkonzeptes; die Fragen, die sich hinsichtlich der Ausgründungsstrategie ergeben sowie die bisherigen Ergebnisse des Projektes vorgestellt werden.

Michelle Mittag resümiert in ihrem Artikel die Forschung an der Elektromobilität, welche an der Technischen Hochschule Karl-Marx-Stadt während der DDR-Zeit betrieben wurde.

Lösungen der Elektromobilität gelten als große Herausforderung für Entwickler und Gestalter. Da die technischen, ökonomischen, gesellschaftlichen und politischen Randbedingungen einer zukünftigen Elektromobilität noch nicht fixiert sind und diese sich zudem gegenseitig beeinflussen, bedarf es bei der Gestaltung von elektrisch getriebenen Fahrzeugen eines effizienten und effektiven Zusammenspiels aller angesprochenen Disziplinen. Innovationen, die das Feld der Mobilität definieren, sind gesucht, wobei bei einer kurz- bis mittelfristigen Betrachtung sprunghafte Veränderungen nicht zu erwarten sind. Bekannte, weitgehend sequentielle und arbeitsteilige Arbeitsabläufe haben sich bislang kaum bewährt, wenn es darum geht, in kurzer Zeit erfolgreiche und zukunftsweisende Mobilitätslösungen zu generieren. Die erforderliche Entwicklungsdynamik kann nur von neuen, die Komplexität und Nichtlinearität des Zielsystems abbildenden Prozessen und Methoden erbracht werden. Dieser Text stellt einen möglichen organisatorischen Weg und einige konzeptionelle Ergebnisse vor. Beispiele für Ansätze der Automobilindustrie, das eigene Feld bei der Entwicklung von Mobilitätslösungen zu verlassen, sind der Future Award der Audi AG (Audi AG) und das BMW Guggenheim Lab (BMW AG). Zur Lösung der hier beschriebenen Aufgabe wurden in einem BMU-geförderten Forschungsvorhaben transdisziplinäre Vorgehensweisen zum Konzipieren und Gestalten eines elektrisch getriebenen innerstädtischen Servicefahrzeugs weiterentwickelt und an einem Ausführungsbeispiel erprobt (Autorenkollektiv). [... Einleitung]

Die Substituierung konventionell angetriebener Kleinkehrmaschinen (KKM) durch elektrisch betriebene Äquivalente, kann zu einer Verbesserung der Luft- und Lebensqualität insbesondere in Ballungszentren führen. Dabei sind nicht nur die lokal CO2-neutrale Fortbewegung entscheidend, sondern auch Maßnahmen zur Geräuschminimierung. Diese Arbeit stellt Lösungsansätze vor und wählt aus verschiedenen Konzepten eine Vorzugsvariante aus, die im Anschluss realisiert und untersucht wird. Dabei werden zunächst messtechnische Untersuchungen an ausgewählten KKM durchgeführt, die im Weitern dafür verwendet werden eine Konzeptauswahl zu treffen. Aus den gewonnen Datensätzen werden u. a. ein Analysetool zur routen- und situationsabhängigen Energieverbrauchsermittlung sowie eine Ganzfahrzeugsimulation erstellt. Das realisierte Labormusterfahrzeug wird zur Validierung der Ganzfahrzeugsimulation und als „Proof of Concept“ verwendet, um entsprechende Annahmen zur Verbrauchsreduzierung nachzuweisen. Die vorliegende Dissertation liefert damit einen Beitrag zur Emissionsreduzierung und Dekarbonisierung, speziell in dicht besiedelten Großstädten. Kern der Arbeit ist die Untersuchung der Elektrifizierung von Kleinkehrmaschinen und der damit einhergehenden erwartbaren Emissionsminderung. Dabei werden u. a. folgende Forschungsfragen beantwortet: • Wie können Kleinkehrmaschinen (KKM) wissenschaftlich untersucht und miteinander verglichen werden? • Wie kann eine KKM verbessert/angepasst/optimiert werden, um Emissionen zu reduzieren und somit Schadstoffe für Mensch und Tier sowie Treibhausgase zu minimieren? • Können verbrennungskraftbetriebene Kleinkehrmaschinen (VK-KKM) durch elektrische Kleinkehrmaschinen (E-KKM) substituiert werden?

Die Nationale Plattform Elektromobilität (NPE) orchestriert die Entwicklung der Elektromobilität in Deutschland. Das Beratungsgremium der Bundesregierung bringt 150 Vertreter aus Industrie, Wissenschaft, Politik, Gewerkschaften und Verbänden zum strategischen Dialog zusammen. Gemeinsam ergründen sie die wirtschaftlichen, sozialen und ökologischen Potenziale der Elektromobilität und sprechen Handlungsempfehlungen für Politik und Wirtschaft aus.