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Über dieses Buch

Die fünfte Auflage dieses Buches präsentiert, auf Basis der neusten Forschungs- und Entwicklungsergebnisse sowie von Prototyp- und Serienausführungen, zukunftsweisende Antriebssysteme für Automobile – von Elektroantrieben mit Batterien oder Brennstoffzellen bis hin zu Plug-In Hybridsystemen. In der neuen Auflage werden der weltweiten Energiegewinnung und -verwendung und den Auswirkungen von Emissionen jedweder Automobilantriebe eine besondere Betrachtung gewidmet. Die dargestellten Antriebskonzepte werden entsprechend der umgesetzten Prozesse und Funktionen analysiert und nach einheitlichen Kriterien wie spezifische Leistung, Drehmomentverlauf, spezifischer Kraftstoffverbrauch und Abgasemission bewertet. Die alternativen Kraftstoffe werden in Bezug auf Verfügbarkeit, Produktion, technischer Komplexität der Speicherung an Bord, Kosten, Sicherheit und Infrastruktur verglichen. Das Buch enthält aktualisierte Tabellen mit allen Elektro-/Hybrid- und Plug-In Fahrzeuge, die derzeit in der Welt produziert werden, und eine Übersicht über Ladetechniken und -leistungen.

Die Recherchen und Analysen für die Aktualisierung und Ergänzung dieses Buches haben nochmal deutlich gezeigt, dass die Zukunft der Automobile nicht von einem universellen, einheitlichen elektrischen Vehikel, sondern viel mehr von einem vielfältigen, intelligenten Aufbau von Automobilmodulen und Antriebseinheiten bestehend Elektro- und Verbrennungsmotoren geprägt sein wird.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Mobilität – Bedingungen, Anforderungen, Szenarien

Zusammenfassung
Die Erde beherbergt derzeit 7,73 Milliarden Menschen und 1,3 Milliarden Automobile (März 2020). Der überwiegende Teil der Weltbevölkerung lebt in Städten, dabei nimmt die Anzahl der Mega-Metropolen mit mehr als 10 Millionen Einwohnern rasant zu. Bild 1 stellt Beispiele zum aktuellen Stand dar.
Cornel Stan

Kapitel 2. Thermische Antriebe

Zusammenfassung
Die Umsetzbarkeit und die Grenzen thermodynamischer Prozesse zur Umwandlung von Wärme in Arbeit werden zunächst im Einklang mit den Entwicklungsszenarien innerhalb eines Energiemanagements gemäß Kap. 1.3 betrachtet – wonach Wärmekraftmaschinen als Direktantriebe, als Antriebsmodule oder als Energiewandler zur Elektroenergie einsetzbar sind. In dieser Weise wird die Effizienz einer Wärmekraftmaschine als Baustein in einem Antriebssystem bewertet, unabhängig von Leistungs- oder Drehzahlbereich, der nur für Direktantriebe gelten.
Cornel Stan

Kapitel 3. Alternative Kraftstoffe

Zusammenfassung
Die Umwandlung der chemischen Energie jedes verfügbaren Brennstoffes bzw. Kraftstoffes des Typs CmHnOp kann grundsätzlich in zwei Formen erfolgen.
Cornel Stan

Kapitel 4. Elektrische Antriebe

Zusammenfassung
Die Elektromobilität ist im Zusammenhang mit Verkehrsfluss, Treibhausgas-, Schadstoff- und Geräuschemissionen die bisher konkurrenzlose Alternative für die Mobilität in urbanen Ansiedlungen. Wie im Kapitel 1 dargestellt, sind jedoch diese Alleinstellungsmerkmale von deutlichen Nachteilen bezüglich Herkunft der Elektroenergie (Bild 4) und ihrer Speicherung an Bord (Bild 17) beeinträchtigt.
Cornel Stan

Kapitel 5. Kombinationen von Antriebssystemen, Energieträgern, -wandlern und -speichern

Zusammenfassung
Die Bewertung der Antriebssysteme für Automobile nach Energiebedarf und -ressourcen, sowie nach ökologischen, technischen und wirtschaftlichen Kriterien führt zu der Schlussfolgerung, dass eine universell einsetzbare Konfiguration als optimale Form nicht realistisch ist. Vielmehr sprechen spezifische Vorteile für anpassungsfähige Kombinationen, auf Basis kompatibler Funktionsmodule. Die Entwicklungstrends lassen folgende Merkmale erkennen.
Cornel Stan

Kapitel 6. Energiemanagement im Automobil als komplexes System

Zusammenfassung
Die beispielhafte Entwicklung der Antriebssysteme für Automobile zwischen Anforderungen, Limitierungen und Akzeptanzkriterien – von Leistungssteigerung bis zur Schadstoffemissionsbegrenzung – beruht auf einem extrem gestiegenen Innovationspotential. Die Zukunft gehört dem Energiemanagement zwischen Antrieb und Energieversorgung an Bord eines weitgehend einsatzzweck-spezifischen Automobils. Dafür werden Antriebssystemarten, Energieträger, -wandler und -speicher an Bord in vielfältigen Konfigurationen zu kombinieren sein.
Cornel Stan

Backmatter

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