Zirn Elektrifizierung in der Fahrzeugtechnik
1. Auflage 2017
ISBN: 978-3-446-45364-7
Verlag: Carl Hanser
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
Grundlagen und Anwendungen (Themenschwerpunkt: Elektroauto)
E-Book, Deutsch, 330 Seiten
ISBN: 978-3-446-45364-7
Verlag: Carl Hanser
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
Der Leitfaden für Elektroautos
Was bedeutet die Einführung von Elektromotoren und Hybridfahrzeugen für die Welt der Kraftfahrzeuge? Welche Fragestellungen zur Effizienz und Sicherheit von Elektroautos entstehen hier für die Elektrotechnik?
Dieses Lehrbuch wendet sich an Studierende und Ingenieure in der Fahrzeugtechnik, die sich in den Bereich Elektromobilität und Fahrzeugelektronik einarbeiten wollen. Neben den Grundlagen der Elektrotechnik und Fahrzeugmechatronik verschafft es einen prägnanten Überblick über die heute verfügbaren elektrischen Antriebe.
Studierende in fahrzeugtechnischen Studiengängen gewinnen in diesem Fachbuch Kenntnisse mit denen sie Aufgabenstellungen und Arbeiten meistern. Zudem erfahren sie relevantes Fachwissen rund um Elektroantriebe und die Digitalisierung in der Fahrzeugtechnik.
Übungsaufgaben und verschiedene Beispiele runden das erlernte Wissen ab.
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1;Vorwort;6
2;Inhaltsverzeichnis;8
3;1 Einleitung;12
4;2 Grundlagen der Elektrotechnik;15
4.1;2.1 Gleichstromnetzwerke;15
4.1.1;2.1.1 Hydraulisch-elektrische Analogiebetrachtung;17
4.1.2;2.1.2 Ohm’sches Gesetz, Knoten- und Maschenregel;22
4.1.3;2.1.3 Spannungs- und Stromquelle;34
4.1.4;2.1.4 Superposition;42
4.1.5;2.1.5 Knotenpotenzialverfahren;45
4.2;2.2 Elektrisches Feld;54
4.2.1;2.2.1 Elektrische Feldstärke und elektrischer Fluss;55
4.2.2;2.2.2 Kapazität;58
4.2.3;2.2.3 Feldeffekt-Transistor;62
4.3;2.3 Magnetisches Feld;65
4.3.1;2.3.1 Magnetischer Fluss und magnetischer Kreis;66
4.3.2;2.3.2 Induktionsgesetz und Selbstinduktivität;76
4.3.3;2.3.3 Kraftwirkungen im Magnetfeld;84
4.4;2.4 Wechselstromnetzwerke;89
4.4.1;2.4.1 Darstellung im Zeitbereich;90
4.4.2;2.4.2 Komplexe Wechselstromrechnung;92
4.4.3;2.4.3 Netzwerke an veränderlicher Frequenz;99
4.4.4;2.4.4 Schein-, Wirk- und Blindleistung;103
4.5;2.5 Nichtharmonische periodische Signale;105
4.5.1;2.5.1 Fourier-Analyse und Spektrum;105
4.5.2;2.5.2 Fourier-Transformation;108
4.6;2.6 Transiente Vorgänge;110
4.6.1;2.6.1 Analyse transienter Vorgänge im Zeitbereich;111
4.6.2;2.6.2 Laplace-Transformation;115
4.7;2.7 Literatur;121
5;3 Grundlagen der Modellbildung;122
5.1;3.1 Mechanische Strukturen;122
5.1.1;3.1.1 Einmassenschwinger;123
5.1.2;3.1.2 Zweimassenschwinger;128
5.1.3;3.1.3 Beschreibung in modalen Koordinaten;131
5.2;3.2 Thermalanalyse;134
5.2.1;3.2.1 Grundlagen der Thermalanalyse;134
5.2.2;3.2.2 Thermische Mehrkörpersysteme;137
5.3;3.3 Elektrochemische Energiespeicher und Wandler;141
5.3.1;3.3.1 Akkumulatoren;141
5.3.2;3.3.2 Brennstoffzelle;144
5.4;3.4 Literatur;145
6;4 Simulation mechatronischer Systeme;146
6.1;4.1 Modellbildung;147
6.2;4.2 Systemidentifikation und messtechnische Validierung;153
6.3;4.3 Ingenieurwissenschaftliche Softwarewerkzeuge;157
6.3.1;4.3.1 MATLAB;158
6.3.2;4.3.2 Simulink;166
6.3.3;4.3.3 MATLAB-/Simulink-Kurzreferenz mit Beispielen;170
6.4;4.4 Literatur;177
7;5 Elektrische Antriebstechnik;179
7.1;5.1 Gleichstrommaschine;180
7.1.1;5.1.1 Permanentmagnetisch erregte Gleichstrommaschine;181
7.1.2;5.1.2 Elektronisch kommutierte Gleichstrommaschine;193
7.2;5.2 Drehfeldmaschinen;203
7.2.1;5.2.1 Vom Drehstrom zum Drehfeld;203
7.2.2;5.2.2 Asynchronmaschine;205
7.2.3;5.2.3 Synchronmaschine;213
7.3;5.3 Bewegungswandler und Antriebsanpassung;220
7.3.1;5.3.1 Reihengesetzmäßigkeiten elektrischer Maschinen;220
7.3.2;5.3.2 Bewegungswandler;222
7.4;5.4 Workshop BLDC-Motor;227
7.4.1;5.4.1 Motorbetrieb;228
7.4.2;5.4.2 Bremsbetrieb;233
7.5;5.5 Literatur;234
8;6 Ansteuerung elektrischer Antriebe;235
8.1;6.1 Regelstrecke und Spannungssteuerung;236
8.2;6.2 Strom- und Momentenregler;238
8.3;6.3 Drehzahl- und Geschwindigkeitsregler;241
8.4;6.4 Feldorientierte Regelung;248
8.5;6.5 Positionsregler und Führungsgrößengenerierung;255
8.6;6.6 Workshop Antriebssimulation;258
8.6.1;6.6.1 Spannungsgesteuerter DC-Motor;259
8.6.2;6.6.2 DC-Motor mit PI-Drehzahlregelung;262
8.6.3;6.6.3 DC-Motor mit kaskadierter Lageregelung;264
8.6.4;6.6.4 DC-Motor mit elastisch angekoppelter Last;266
8.6.5;6.6.5 Lagegeregelte Servoachse mit elastischer Last;269
8.7;6.7 Literatur;272
9;7 Elektrifizierte Fahrzeugantriebe;273
9.1;7.1 Fahrzeug-Längsmodell;274
9.1.1;7.1.1 Prinzipieller Aufbau des Längsmodells;274
9.1.2;7.1.2 Zugkraft und Lastmodell;277
9.1.3;7.1.3 Antriebsstrangmodell;279
9.1.4;7.1.4 Fahrermodell und Lastzyklus;282
9.1.5;7.1.5 Implementierung in Simulink;286
9.2;7.2 Elektrifizierte Traktionsantriebe;292
9.2.1;7.2.1 Antriebskennlinie;293
9.2.2;7.2.2 Reichweitenabschätzung;294
9.2.3;7.2.3 Analytische Verbrauchsabschätzung;296
9.3;7.3 Hybridfahrzeuge;300
9.3.1;7.3.1 Betriebsarten von Parallelhybriden;302
9.3.2;7.3.2 Nachhybridisierung von Pkw;306
9.3.3;7.3.3 Hybridisierungspotenziale von Nutzfahrzeugen;310
9.4;7.4 Workshop elektrifizierte Ultraleicht-Fahrzeuge;318
9.5;7.5 Literatur;324
10;Sachwortverzeichnis;326
