Fahrzeugtechnik (Fach) / Auslegung von Elektrofahrzeugen (Lektion)

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• Welche Kombination aus Motorlage und Antriebsachse ist bzgl. der Kosten am günstigsten? Front-/Heckantrieb mit Zentralmaschine
• Was ist der Haupttreiber für die Platzierung der Batterie? Batteriesicherheit
• In welche zwei Teile gliedert sich die Batteriesicherheit? 1. Betriebssicherheit (Temperatur, Vibrationen) 2. Crashssicherheit (Kurzschluss, Intrusion)
• Welche drei Maßnahmen werden getroffen um die Betriebssicherheit der Batterie zu erhöhen? Kühlkreislauf vorsehen Zellen vibrationsfest verspannen Zellausrichtung beachten
• Welche zwei Maßnahmen werden zur Erhöhung der Crashsicherheit der Batterie getroffen? Platzierung aller Hochvoltkomponenten und deren Verbindungsleitungen im crashsicheren Bereich Platzierung der Zellen im crashsicheren Bereich
• Nenne vier Batteriebauformen und jeweils ein Nachteil Unter der Sitzbank - Wenig Bauraum Mitteltunnel - Wenig Bauraum, störend für Insassen T-Form - Mitteltunnel störend für Insassen Unterboden - höheres Fahrzeug, höherer Luftwiderstand, schlechtere Fahrdynamik
• Für was steht die Abkürzung TCO? Total Cost of Ownership (Gesamtbetriebskosten)
• Welche Fahrwiderständskräfte werden bei einer Gewichtsreduzierung verkleinert und welchen Anteil stellen diese Widerstandskräfte vom gesamten Fahrwiderstand? Rollwiderstandskräfte und Trägheitskräfte 55% der gesamten Fahrwiderstände
• Welche fünf neuen Herausforderungen ergeben sich durch die Gewichtsoptimierung? 1. Mehrkosten für Leichtbau2. Umweltverträglichkeit3. Sicherheit und Crash4. Fahrempfinden5. Akustik
• Nenne die drei Schritte bei der Gewichtsoptimierung 1. Zielgewichtsreduktion definieren2. Sekundäreffekte abziehen3. Verteilung der verbleibenden Gewichtseinsparung auf Komponenten
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• Welche Antriebskomponenten kommen beim HEV im Vergleich zum KONV hinzu und welche verändern sich? + E-Maschine+ Traktionsbatterie+ Leistungselektronik (Umrichter/Inverter)+ Ladegerät =! Kühlsystem=! Getriebe/Kupplung
• Welche Antriebskomponenten entfallen beim BEV im Vergleich zum KONV und welche ändern sich? - Verbrennungsmotor- Kraftstoffsystem- Ansaug-/Abgassystem =! Kühlsystem=! Getriebe/Kupplung
• Welche Fahrwerkskomponenten ändern sich beim BEV im Vergleich zum KONV? != Lenkung!= Räder!= Bremssystem!= Fahrdynamik-Regelsysteme
• Warum wird beim BEV im Vergleich zum KONV die Reifenbreite verringert und der Reifenradius vergrößert? 1. BEV hat geringeres Gewicht -> weniger Kraftübertragung auf Straße benötigt -> geringere Reifenbreite -> geringerer Rollwiderstand 2. größerer Reifenradius -> geringerer Rollwiderstand
• Wie wird die Lenkkraftunterstützung im BEV realisiert? Nenne zwei Möglichkeiten 1. Servo-Unterstützung mit elektrischer Hydraulikpumpe 2. Elektrische Lenkkraftunterstützung (EPS)
• Nenne die Änderungen eines Bremssystem im BEV im Vergleich zum KONV 1) Hydraulische Bremskrafterzeugung und Rekuperation mit E-Maschine 2) Bremsscheiben aus rostfreiem Stahl oder Bremsscheibenwischer (selten betätigt) 3) Bremskraftverstärkung (entfall ODER elektromechanisch ODER Unterdruckpumpe) 4) Blending (Zusammenspiel: Elektrisches und hydraulisches Bremsen)
• Welche BEV bzw. HEV Varianten ermöglichen radselektives Bremsen? Radnahe- und Radnabenantriebe
• Wie wird das ESP, das ABS und das ASR im BEV realisiert? ESP+ABS: Hydraulische Pumpen und Ventile zur Erzeugung bzw. Redutzierung des Bremsdrucks ASR: Reduzierung der Antriebsleistung der E-Maschine durch Leistungselektronik
• Nenne drei Anforderungen an die Struktur und Außenhaut eines BEV 1) höhere Anforderung an Akustik und Schalldämmung wegen des entfallenden Geräuschs des Verbrennungsmotors 2) Leichtbau (Alu/CFK) 3) Unterbodenverkleidung für niedrigeren Luftwiderstand
• Was ändert sich an der Pedalerie eines BEV im Vergleich zum KONV bzw. HEV? 1) Entfall des Kupplungspedals 2) Fahrpedal zur Steuerung von Antriebs- und Rekuperationsmoment 3) Bremspedal für hydraulische Bremse
• Welche Problematik ergibt sich beim Heizen eines BEV? Die Komponenten des elektrischen Antriebs erzeugen zu wenig Abwärme für eine ausreichende Heizung
• Was muss beim Bordnetz/Kabelbaum eines BEV/HEV beachtet werden? EMV: Kurze Kablelängen des HV und räumliche Trennung von HV und NV HV-Netz mit geschirmten Leitungen (hohe Frequenz bewirkt starke Entwicklung von elektromagnetischen Wellen)
• Welche Komponenten müssen im KONV aktiv gekühlt werden? MotorGetriebeevtl. LadeluftInnenraum
• Welche Komponenten müssen im BEV aktiv gekühlt werden? E-Motorevtl. GetriebeHV-SpeicherInnenraumLeistungselektronikLadeelektronikevtl. Range Extender / Verbrennungsmotor
• Welche Faktoren sind bei der Auslegung einer Kühlung für einen HVS zu beachten? (6) Kapazität BatterieLeistung Batterie (Peak-/Dauerleistung)BetriebsstrategieArt der Zellen, ZellchemieGewünschte Kühlgrenzen (Li-Ion: 20-30°C)Geometrie PackageEinsatzgebiet, Klima
• Nenne drei Arten einen HVS zu kühlen? LuftkühlungWasserkühlungDirektkältemittelkühlung
• Welche Beiträge, abgesehen von den Antriebskosten, verringern im laufenden Betrieb die Preisdifferenz von Elektrofahrzeug und Verbrennerfahrzeug weiter? - Steuervergünstigungen- gegebenenfalls geringerer Wartungsaufwand durch Entfall von Komponenten (Ölwechsel, Zahnriemen)
• Nenne fünf verschiedene Betriebsmodi, die ein Fahrzeig mit autarkem seriellen Hybrid, das eine aktuelle Geschwindigkeitgrößer Null hat, einnehmen kann. 1) Elektrisch Fahren2) Verbrennungsmotorisch Fahren (Verbrennungsmotor->Generator->E-Motor->Antrieb)3) Hybridisch Fahren4) Lastpunktanhebung5) Regeneratives Bremsen
• Nenne drei Verlustarten von Transistoren - Durchlassverluste- Sperrverluste- Schaltverluste
• In welche drei Arten der Steuerbarkeit lassen sich leistungselektronische Bauteile einordnen? Nenne je ein Beispiel. - ungesteuert (Diode)- gesteuert, nur einschaltbar (Thyristor)- gesteuert, ein- und ausschaltbar (MOSFET)

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