E-Mobilität_

Der sichere Integration von Hochvoltsystemen in E-Fahrzeugen ist eine der Kernkompetenzen von Delphi, so Stefaan Vandevelde. Vize Präsident des Delphi Geschäftsbereiches Delphi Packard Electrical/Electric Architecture und Präsident des Delphi Packard Produktbereiches Bordnetze (mit Sitz am Kunden-Technologie-Zentrum Wuppertal, Delphi Deutschland GmbH):

Neue Herausforderungen für die Zulieferer durch E-Mobilität! Die E-Fahrzeuge haben eine vor einigen Jahren noch nicht vorhersehbare Dynamik bekommen. Diese Dynamik unterstützen wir als globaler Zulieferer in allen Weltregionen.
Auf Delphi, als Hersteller der Elektrik-Elektronik Architekturen für Automobile, sind damit neue Aufgaben hinzugekommen. So widmen wir uns neu dem Hochvolt-/Hochstrom-Netz und auch das Thema EMV spielt eine ganz neue Rolle. Damit wächst der Entwicklungsaufwand für das Elektro- oder Hybridfahrzeug. Das Hochvolt-Kabel ist hierfür ein gutes Bespiel. Es muss zweifach abgeschirmt werden, um zwei Frequenzbereiche abzuschotten.

Welche Rolle spielt die Elektronik für den Bordnetzhersteller? Gemeinsam mit den Kunden haben wir mit hohem Aufwand sehr viel in die Sicherheit investiert. Wir müssen schließlich sicherstellen, dass eine Hochstrom-Steckverbindung beim Lösen keinen Brand auslöst. Daher muss sich das System kurz bevor die Kontakte voneinander getrennt werden selbständig abschalten. Wir entwickeln und liefern dabei nicht nur die mechanischen Komponenten, sondern auch die erforderliche Elektronik, die früher ja überhaupt nicht notwendig war.
Fordert und fördert E-Mobilität die Weiterentwicklung der unternehmerischen Kompetenz? Ja und wir sind froh, dass wir als Bordnetzhersteller schon längst aus der reinen Kupfer- und Kabelwelt herausgetreten sind. Ein gutes Beispiel hierfür sind unsere intelligenten Batterie-sensoren, in denen ein Mikrocontroller ganz ohne Säuremessung aus dem Lade-/Entladeverhalten Aufschluss über den Zustand der Batterie liefert. Früher war da lediglich eine Doppelsicherung enthalten. Zusätzlich zum Fahrzeug selbst kommt noch die gesamte Infrastruktur hinzu, denn die Autos müssen geladen, gewartet und repariert werden. Dazu sind wir unter anderem in den wichtigen Gremien vertreten, die sich mit Lade-Infrastruktur beschäftigen. Auch auf dem Sektor „induktives Laden“ über eine Ladematte, die sich unter dem Fahrzeug befindet, sind wir aktiv. Wir haben zusammen mit einem Partner hierfür die erste Lösung entwickelt, die auch wirklich funktioniert. Analog dazu bieten wir jetzt eine Lösung an, mit der sich Kleingeräte wie ein Handys, Smartphones, Blackberrys etc. im Fahrzeug kontaktlos und ganz ohne Steckadapter laden lassen.
Wir könnten uns eigentlich „Verpackungsspezialist“ nennen: Verpackung von Elektronik, Batterien, Kabeln, Sicherheit. Dabei arbeiten wir mit fast allen OEMs weltweit zusammen – auch in Japan, Korea, China und den USA.
Die Aufgaben haben sich erweitert und wir haben uns weiter entwickelt. Dieser Trend ist ungebrochen, denn für eine breite Markteinführung der Elektromobilität haben wir einen großen Forschungs- und Entwicklungsaufwand zu leisten.

Verändert die E-Mobilität die Wertschöpfungskette? Es sind jetzt neue Unternehmen ins Spiel gekommen, mit denen wir bisher nie zu tun hatten. Ein Beispiel hierfür sind die Batteriehersteller, von denen wir bisher praktisch eine Black-Box geliefert bekamen. Bei Hybriden ist eine Batterie bei weitem kein Commodity mehr, sondern eine hochkomplizierte Einheit mit verschiedenen gestapelten Zellen und immens vielen Sensoren. Ein Hybridfahrzeug ist in punkto Bordnetz ein normales Fahrzeug, das zusätzlich noch den gesamten Hochvolt-Teil enthält, der Volumen beansprucht und auch das Gewicht erhöht. Dieses Gesamtsystem zu verkleinern ist wiederum eine echte Herausforderung für uns als Hersteller von Bodnetzen und den E/E-Verbindungssystemen.

Angesichts des erweiterten Aufgabenfeldes, wie könnte man Delphis Kompetenz beschreiben? Wir könnten uns eigentlich „Spezialist für Integration“ oder „Verpackungsspezialist“ nennen: Verpackung von Elektronik, Batterien, Kabeln, Sicherheit. Dabei arbeiten wir mit fast allen OEMs weltweit zusammen – auch in Japan, Korea, China und den USA.

Delphi präsentiert neuen Wechselrichter auf der eCarTec 2011
Hochleistungsinverter von Delphi ist bis zu 30% kleiner als aktuell verfügbare Systeme. Wechselrichter ist leistungsstarker, robuster und effizienter Energielieferant für E- und Hybridfahrzeuge

Delphi Automotive bringt einen neuen Hochleistungs-Wechselrichter auf den Markt, der Energieverbrauch, Emissionen und Kosten sparen hilft. Die speziell für Elektromotoren in Hybrid- und Elektrofahrzeugen entwickelte Komponente weist Produkteigenschaften auf, die für Fahrzeughersteller wichtig sind und gleichzeitig dazu dienen, den Elektromotor für Endkunden attraktiver zu machen. Delphi zeigt den günstigen Hochleistungs-Wechselrichter vom 18.-20. Oktober auf der eCarTeC in München.

Wechselrichter steuern den Antrieb in Hybrid- und Elektrofahrzeugen wichtig. Als Teil des elektrischen Antriebsstrangs konvertiert das Modul den in der Batterie gespeicherten Gleichstrom in Wechselstrom, wie er zum Antrieb des Elektromotors benötigt wird.

Der Wechselrichter ist sowohl für Antriebs-Elektromotoren als auch für Generatoren geeignet. Sein wichtigstes Alleinstellungsmerkmal ist der in einer robusten Hülle gekapselte Leistungshalbleiter. Diese von Delphi patentierte Technologie glänzt nicht nur mit einer beidseitigen und damit deutlich besseren Wärmeabfuhr als Standard-Leistungshalbleitermodule, sondern auch mit einer doppelt so hohen Leistungsdichte. Außerdem verzichtet das Modul auf Drahtbonds, die bruchanfällig sind.

„Delphi unterstützt seine Kunden darin, bezahlbare und leistungsfähige Hybrid- und Elektrofahr­zeuge anzubieten“, erklärt Volker Weisgerber, Chief Engineer bei Power Electronics Europe. „Delphis neuer Wechselrichter bietet eine ausgezeichnete Leistung – neben vielen anderen Vorzügen: Er ist robust, leicht, kompakt, bietet eine sehr effiziente Kühlung und kann für Fahrzeuge aller Bauarten und Größen angepasst werden.“

Patentierte Silikonhülle verringert Kosten, Volumen und Gewicht

Delphis Hochleistungs-Wechselrichter ist bis zu 30% kleiner als aktuelle Systeme. Seine patentierte Silikonhülle spart Kosten, Volumen und Gewicht, und erhöht gleichzeitig die Ausfallsicherheit und Produktlebensdauer. Die einzigartige Hülle spart Drahtbonds ein, erlaubt höhere Spannungen und Leistungsdichten, und verringert – in Kombination mit doppelseitiger Kühlung – den Platzbedarf für Halbleiter. Mit verschiedenen Optionen für Wärmetauscher, Schnittstellen, Komponenten und Betriebsparameter (wie Spannung und Stromstärke) kann der Wechselrichter an alle Kundenanforderungen angepasst werden. Der neue Wechselrichter soll 2013 in die Massenproduktion gehen. Delphis Leistungselektronik-Portfolio umfasst Controller für Hybrid- und Elektrofahrzeuge, Onboard-Batterielader, Batterie-Managementsysteme, DC/DC-Konverter und Wechselrichter.

Sichere und alltagstaugliche Ladetechnik für Elektrofahrzeuge. Delphi zeigt auf der eCarTec kompaktes und handliches Ladeset für E-Fahrzeuge. Delphi, ein führender Anbieter von Innovationen für fortschrittliche Transportlösungen, stellt auf der eCarTec in München für Elektrofahrzeuge eine Anschlussmöglichkeit für Ladestationen vor.

„Das handliche und benutzerfreundliche Anschlussset sorgt für eine sichere Aufladung der Batterie von Elektrofahrzeugen. Ein Ende des Kabels wird mit dem Elektroanschluss des Fahrzeugs verbunden, das andere einfach in eine konventionelle Steckdose gesteckt“, erklärt Edmund Erich, Koordinator für die Entwicklung von Hybrid-Antriebslösungen bei Delphi Packard Electric/Electronical Architecture. „Wir halten diese Lösung für eine der sichersten und besten Auflade-Möglichkeit der Batterien für den wachsenden Markt der Elektrofahrzeuge, da die Benutzer die ohnehin vorhandene Elektrizitäts-Infrastruktur bequem nutzen können.“

Laut Edmund Erich ist das Anschlussset sowohl für private wie auch gewerblich genutzte Fahrzeuge geeignet – etwa im städtischen Umfeld für Lieferwagen, Busse und Transporter, die derzeit eine Vorreiterrolle bei der Elektrifizierung von Nutzfahrzeugen übernehmen. „Die kompakte Auflade-Lösung ist für alle Plug-in-Hybridfahrzeuge und Fahrzeuge mit ausschließlichem Elektroantrieb vorgesehen. Den Herstellern solcher Fahrzeuge steht damit eine universelle und praktische Lösung zur Aufladung der Batterien zur Verfügung.“

Delphi hat das Anschlussset zusammen mit Clipper Creek, einem Hersteller von elektrischen Ladestationen, entwickelt und wird es mit diesem Partner auch gemeinsam produzieren und vertreiben. In Europa hat das Delphi Kunden-Technologie-Zentrum in Wuppertal die Entwicklung und Applikation von E-Mobilitätstechnologien federführend übernommen und arbeitet eng mit den anderen Entwicklungsbereichen für Leistungselektronik und Steuerelektronik zusammen. Delphi beschäftigt sich schon seit 20 Jahren mit modernen Hybrid- und Elektro-Antriebstechnologien. Eine wachsende Anzahl von Produzenten solcher Fahrzeuge vertraut dabei auf das Know-how von Delphi bei der Entwicklung solcher umweltfreundlichen Automobile.

Delphis neuer Soundgenerator für ein Plus an Verkehrssicherheit. In Kürze werden weltweit gesetzliche Regelungen für Warngeräusche bei Hybrid- und Elektrofahrzeugen erwartet. Drei führende Automobilhersteller haben sich bereits für den Delphi Soundgenerator entschieden.

Die Zahl der Hybrid- und Elektrofahrzeuge steigt schnell. Fahrzeughersteller sehen sich daher nach Möglichkeiten um, Fußgänger und Radfahrer vor diesen beim Näherkommen fast geräuschlosen Fahrzeugen zu warnen. Die Antwort von Delphi Automotive auf dieses Problem ist ein Fahrzeug-Soundgenerator, der den weltweit erwarteten gesetzlichen Anforderungen für Hybrid- und Elektrofahrzeuge entspricht. Der Delphi Soundgenerator wird Mitte 2012 von einem europäischen Hersteller erstmals im Markt eingeführt. Delphis innovative Soundgeneratoren entsprechen nicht nur den erwarteten gesetzlichen Anforderungen, sondern sind darüber hinaus umweltfreundlich, robust, kompakt, leicht und hochwertig.

„Branchenexperten erwarten, dass Warngeräusche für Hybrid- und Elektrofahrzeuge, die in Japan bereits vorgeschrieben sind, schon bald in der ganzen Welt gefordert werden“, erklärt Beth Schwarting, General Director, Electronic Controls bei Delphi Electronics & Safety. “Wir helfen unseren Kunden dabei, diese marktgetriebenen Herausforderungen zu erfüllen, indem wir ihnen umweltfreundliche und preisgünstige Produkte wie den Soundgenerator verfügbar machen.”

Schon drei weltweite Fahrzeughersteller haben sich für den umweltfreundlichen Soundgenerator, der mit einem Modul auskommt, bereits für sich ausgewählt. Er ist bleifrei, kompakt, leicht und preisgünstig, und so robust, dass er unter der Motorhaube eingebaut werden kann und deckt einen Frequenzbereich von 300 Hz bis 10 KHz ab. Er reproduziert Tonfolgen mit fahrzeugtypischen Markeneigenschaften. Das bereits sehr leichte Lautsprechersystem kann durch die Verwendung eines speziellen Magneten noch einmal zwei Drittel seines Gewichts einsparen.

Zur Erzeugung individueller Warnsounds verwendet der Delphi Soundgenerator spezielle Algorithmen, Tonhöhenverschiebungen und Amplitudenskalierung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, Beschleunigung und Betriebszuständen. Für jeden OEM werden markenkonforme Sounds gemischt. Eigenschaften wie Eleganz, Innovation und Umweltfreundlichkeit werden in bestimmte Klänge gepackt und für jedes Fahrzeug individuell gemischt.

Der innovative Delphi Soundgenerator besitzt einen 32-bit-Mikroprozessor mit Flash-Speicher, einen Class-D-Verstärker und eine Verbindung zum Datenbus des Fahrzeugs. Dank dieser Verbindung kann die 10×10 cm große Einheit auch für andere Sicherheitssysteme im Fahrzeug Warngeräusche erzeugen. So kann ein bestimmter Sound kreiert werden, um den Fahrer daran zu erinnern, wenn die Batterie aufgeladen werden muss, dass der Ladevorgang im Gange, oder abgeschlossen ist. Zusätzlich erlaubt die Flexibilität des Delphi Soundgenerators die Integration weiterer Sicherheitssysteme. Zum Beispiel könnte der Soundgenerator auch einen Warnton erzeugen, wenn das Kollisionswarnsystem einen Fußgänger entdeckt.

Induktives Laden hat Zukunft. Revolutionäre Technik macht das Aufladen der Energiespeicher von Elektrofahrzeugen zum Kinderspiel.

Delphi hat eine Testflotte von Elektrofahrzeugen mit einer einzigartigen kabellosen Ladetechnik ausgerüstet, die gemeinsam mit der WiTricity Corporation entwickelt wurde und auf der eCarTec dem Publikum präsentiert wird.

„Dies wird ein technologischer Meilenstein, der unserer Meinung nach andere Ladetechniken in Sachen Alltagstauglichkeit übertrifft“, ist Randy Sumner, weltweit verantwortlich für die Entwicklung von Hybridtechnik bei Delphi Packard Electrical/Electronic Architecture, überzeugt. Erste Praxistests mit den Prototypenfahrzeugen bestätigen nach seinen Angaben, dass die Systemleistung den Anforderungen des Automobilmarktes entspricht.

Neben dem bequemen Ladevorgang ist der Entfall des Ladekabels ein weiterer Vorteil. Der Fahrer stellt sein Auto lediglich direkt über der Energiequelle ab, die sich beispielsweise im heimischen Garagenboden oder unter einem reservierten Parkplatz befindet. Der anschließende Aufladevorgang erfolgt vollautomatisch.

Andere derzeit in der Entwicklung befindliche induktive Ladetechniken nutzen die gleiche Technik wie in den Ladestationen von elektrischen Zahnbürsten. Diese Technik arbeitet nur über geringe Distanzen. Beim Automobil wären dafür streng definierte Parkpositionen erforderlich sowie große und schwere Ladestationen, was die Alltagstauglichkeit dieser Technik begrenzt.

Das induktive Ladesystem von Delphi beruht hingegen auf schnell wechselnden Magnetfeldern, die Energie über eine deutlich größere Distanz als bisher übertragen können. Die magnetischen Wechselfelder sind auch wesentlich unempfindlicher gegenüber Positionsabweichungen, das heißt, ein Automobil muss nicht exakt auf einer definierten Position parken, um die maximale Energieübertragungsrate auszulösen“, sagt Sumner.

Deshalb kann beispielsweise die Primärspule unterhalb der Straßenoberfläche platziert werden und ist so vor Witterungseinflüssen geschützt. Dennoch ist sie in der Lage, bei Elektrofahrzeugen unterschiedlicher Größe per Induktion die Batterie aufzuladen. Durch die größere Toleranz bezüglich der Parkposition muss die Spule auch nicht beweglich gelagert sein, um sie genau unter die Spule im Fahrzeug zu positionieren. Selbstverständlich werden die oszillierenden Magnetfelder so gesteuert, dass sie für Lebewesen ungefährlich sind.

Laut Sumner entwickelt das System eine Ladeleistung von 3,3 Kilowatt, was mit der sonst über das Stromnetz möglichen Ladeleistung absolut vergleichbar sei. Außerdem könne die Größe der Komponenten weitestgehend minimiert werden, um Bauraum und Gewicht zu sparen. „Wir sind mit den Testergebnissen bisher sehr zufrieden und sehen in dieser Technik die viel versprechendste Lösung für die Energieversorgung von Elektrofahrzeugen. Schon in einigen Jahren könnte die Technik bei der nächsten Elektroauto-Generation in Serie gehen.“ Künftig werden die kabellose und die kabelgebundene Energieübertragung nach Ansicht von Sumner aber gleichberechtigt koexistieren. Schon allein, damit Fahrzeuge mit der kabellosen Technik auch an konventionellen Aufladestationen angeschlossen werden können. Für diesen Zweck hat Delphi bereits ein Ladekabel für Elektrofahrzeuge entwickelt, das an jeder handelsüblichen 220-Volt-Steckdose eingesteckt werden kann. Dieses Ladesystem gibt es auch in einer Ausführung für Ladestationen.

Über Delphi

Delphi ist einer der weltweit führenden Lieferanten von Elektronik und anderen High-Tech-Produkten für Automobile und andere Branchen. Das Unternehmen betreibt Entwicklungszentren, Servicestützpunkte und Produktionsstätten in mehr als dreißig Ländern. Delphi-Innovationen machen Produkte sicherer, flexibler, sowie kunden- und umweltfreundlicher. Mehr darüber erfahren sie unter www.delphi.com

Über WiTricity

Die WiTricity Corporation entwickelt, produziert und vermarktet Produkte für die kabellose Energieübertragung. Das 2007 gegründete Unternehmen nutzt dafür eine Technik, die Physiker am MIT (Massachusetts Institute of Technology) zuvor erforscht haben. WiTricity entwickelt daraus marktfähige Lösungen für Elektroautomobile, Unterhaltungselektronik, die Medizintechnik, sowie industrielle und wehrtechnische Anwendungen. Mehr erfahren Sie unter www.witricity.com.

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