Future Mobility

Ein Akkumulator (kurz Akku) ist ein wiederaufladbarer Speicher für elektrische Energie auf chemischer Basis. Durch die Koppelung mehrerer Akkuzellen entsteht eine Batterie.

Ein Algorithmus ist eine Berechnungsvorschrift mit genau definierten Einzelschritten, die zur Lösung eines Problems abgearbeitet werden.

Allgemeine Bezeichnung für Kraftstoffe zur Nutzung in Verbrennungsmotoren oder Brennstoffzellen, die rohölbasierte Kraftstoffe ersetzen. Hierzu zählen u.a. Biogas, Biodiesel, Wasserstoff sowie biologisch oder elektrolytisch erzeugte Kohlenwasserstoffe.

Der Asynchronmotor ist der am häufigsten eingesetzte Elektromotor. Bestehend aus Stator und »passivem« Läufer, kommt er ohne Bürsten und Schleifkontakte aus und ist somit sehr verschleißarm. Seiner Drehzahl liegt immer etwas unterhalb der des am Stator angelegten Drehfelds, bzw. unterhalb der entsprechenden Synchron-Drehzahl (»asynchron«). Ein Asynchronmotor kann auch als Generator eingesetzt werden.

Auf Deutsch: Erweiterte Realität. Unter Augmented-Reality (AR)versteht man die computergestützte Erweiterung der Realitätswahrnehmung, beispielsweise die Einspiegelung von Navigationsinformationen oder Warnhinweisen ins Helmvisier.

Unter autonomem Fahren (manchmal auch automatisches Fahren, automatisiertes Fahren oder pilotiertes Fahren genannt) ist die Fortbewegung von Fahrzeugen, mobilen Robotern und fahrerlosen Transportsystemen zu verstehen, die sich weitgehend autonom verhalten.

Beim Autonomen Fahren werden 5 Level der Automatisierung unterschieden:
Level 0: Der Fahrer fährt selbst, er lenkt, bremst, gibt Gas und achtet auf seine Umgebung. Das Fahrzeug hat keinerlei technische Einrichtungen, um einzugreifen.
Level 1: Das Fahrzeug unterstützt den Fahrer mit bestimmten Assistenzsystemen, zum Beispiel mit Totwinkel-Warner, Spurhalte-Assistenten oder Berganfahrhilfe.
Level 2: Das Fahrzeug kann einzelne Aufgaben für den Fahrer übernehmen. Die meisten Automobil-Hersteller befinden sich in diesem Stadium: Automatisches Einparken, Spurhaltefunktion oder Stauassistent gehören zu den gängigsten Systemen.
Level 3: Dieses Level wird auch als hochautomatisiertes Fahren bezeichnet. Das Fahrzeug kann beispielsweise die Spur selbstständig wechseln, setzt dazu den Blinker automatisch und passt seine Geschwindigkeit dem fließenden Verkehr an. Der Autopilot kann den Fahrer aber immer noch auffordern, das Steuer wieder zu übernehmen, um den Wagen eigenhändig zu steuern.
Level 4: Beim voll automatisierten Fahren wird die Führung des Fahrzeugs dauerhaft vom System übernommen. Werden die Fahraufgaben vom System nicht mehr bewältigt, kann der Fahrer aufgefordert werden, die Führung zu übernehmen.
Level 5: Hier ist kein Fahrer mehr erforderlich – der Mensch wird überflüssig. Fahrzeug und System benötigen lediglich noch eine Zieleingabe und die Freigabe zum Start. Dann steuert das Fahrzeug vollautomatisch das Ziel an.

Als autonom werden Maschinen, Roboter und Softwaresysteme bezeichnet, die ohne menschliche Steuerung oder detaillierte Programmierung ein vorgegebenes Ziel selbständig und situationsgerecht erreichen können.
Autonome Systeme nehmen ihre Umgebung über Sensoren wahr (Sensorik), generieren in Echtzeit eine der Situation angepasste Aktion (Selbstregulation) und führen diese mittels Aktoren aus (Aktorik).
Um eine Anpassung des Handlungsablaufs zu ermöglichen, sind autonome Systeme selbstlernend.

Ein Batteriemanagementsystem sorgt dafür, dass ein Temperaturausgleich zwischen den einzelnen Akkumodulen erfolgt, die Zellenspannung innerhalb zulässiger Grenzen bleibt, Lade- und Entladeprozess im vorgeschriebenen Rahmen stattfinden und mittels Strombegrenzung keine Tiefentladung der Batterie stattfindet.

Battery Electric Vehicle. Ein Fahrzeug, das ausschließlich mit Akkustrom betrieben wird.

Das bidirektionale Laden wird auch als V2G-Konzept bezeichnet (»vehicle to grid«, = »Fahrzeug zu Stromnetz«). V2G-Fahrzeuge können die in ihrer Batterie gespeicherte elektrische Energie bei Bedarf wieder an das Stromnetz abgeben.
Im Rahmen intelligenter Stromnetze (Smart Grid) sollen die Fahrzeug-Akkus als Puffer für Strom aus regenerativen Energien wie Solar- und Windanlagen dienen und Schwankungen bei der Bereitstellung regenerativ erzeugten Stroms ausgleichen.

Große, unstrukturierte Mengen verschiedenartiger Daten, die beispielsweise durch Überwachungssysteme, elektronische Kommunikation oder Vernetzung entstehen. Zur Auswertung sind extrem leistungsfähige Analysesysteme erforderlich.

Eine Brennstoffzelle erzeugt elektrischen Strom durch Umkehrung der Elektrolyse. Dabei reagieren Wasserstoff und Luftsauerstoff zu Wasser unter Abgabe von elektrischer Energie und Wärme. In diesem elektrochemischen Prozess wird chemische Bindungsenergie in elektrische Energie umgewandelt.

Die Abkürzung CCS steht für Combined Charging System. Darunter versteht man ein kombiniertes Schnellladesystem nach europäischem Standard (auch »Combo 2« genannt), bei dem ebenso über Gleich- wie Wechselstrom geladen werden kann. Ladeverfahren und Stecker sind genormt. Die Leistung der Ladesäulen reicht derzeit von 20 bis 100 kW. Geplant sind Ausbaustufen von 150 bis 350 kW.

Als E-Fuels werden synthetische Kraftstoffe bezeichnet, die mittels elektrischen Stroms aus Wasser und Kohlendioxid (CO2) hergestellt werden.

Der Begriff Emission bezeichnet den Ausstoß von Stoffen oder Energieformen in die Umwelt. Die Hauptemissionen des konventionellen Straßenverkehrs sind Kohlenmonoxid (CO), Stickoxide (NOx), Schwefeldioxid (SO2), Kohlenwasserstoffe (HC) und CO2. Bei Dieselmotoren kommen noch Partikel (Ruß, Staub) hinzu.

Unter Energiedichte versteht man die Energiemenge, die pro Masseneinheit oder pro Volumeneinheit einer Batterie gespeichert werden kann. Einheiten: Kilojoule pro Kilogramm (kJ/kg) respektive Kilowattstunde pro Kilogramm (kWh/kg). Bei derzeit verfügbaren Akkus liegt die Energiedichte durchschnittlich bei ca. 0,180 kWh/kg. Im Vergleich dazu beträgt die Energiedichte von Benzin ca. 12,7 kWh/kg.

Fahrerassistenzsysteme (Advanced Driver Assistance Systems – ADAS) sind elektronische Zusatzeinrichtungen in Kraftfahrzeugen zur Unterstützung des Fahrers in bestimmten Fahrsituationen. Hierbei stehen oft Sicherheitsaspekte, aber auch die Steigerung des Fahrkomforts oder der Umweltverträglichkeit (z.B. im Rahmen eines zentralen Energiemanagements) im Vordergrund.

Die Feststoffbatterie gilt als sehr temperaturbeständig und sicher, denn sie kommt ohne flüssigen Elektrolyten aus. Damit ist auch keine Kühlung notwendig. Ziel ist es, Feststoffbatterien mit einer etwa doppelt so großen Energiedichte wie bei üblichen Li-Ion-Batterien zu entwickeln.

Display, das so positioniert ist, dass der Nutzer seinen Blick nicht vom Verkehrsfluss abwenden muss, beispielsweise in Form der Einspiegelung ins Visier.

Benutzerschnittstelle. Häufig ein Bildschirm, grundsätzlich jedoch jede Art von Bedienelement, mit dem ein Mensch und eine Maschine interagieren.

Verkehrsmittelübergreifende Transport- und Verkehrskonzepte, die den problemlosen Wechsel zwischen Flugzeug, Bus und Bahn, Elektrofahrzeugen, Carsharing-Angeboten und Fahrrädern erlauben.

Bezeichnung für Technologien, die versuchen, auf Basis von Algorithmen bestimmte Entscheidungsstrukturen des Menschen nachzubilden. Mit künstlicher Intelligenz ausgestattete Systeme verfügen über die Fähigkeit des maschinellen Lernens, was ihnen erlaubt, gewonnene Erfahrungen bei späteren Entscheidungen zu berücksichtigen.

Mit Ladeleistung bezeichnet man die Energie, die pro Zeiteinheit über eine Ladestation bezogen werden kann. Sie bestimmt, wie lange ein Fahrzeug für eine vollständige Ladung an das Stromnetz angeschlossen werden muss. Eine Haushaltssteckdose ist auf eine maximale Leistung von ca. 3,5 kW ausgelegt. Eine normale Ladesäule auf 10 bis 22 kW. Daneben existieren verschiedene Schnelladetechnologien, diese bieten zwischen 50 und 170 kW, teilweise sogar bis 350 kW.

Eine Ladesäule ist eine Lademöglichkeit für Elektrofahrzeuge. Sie kann über mehrere Ladepunkte verfügen. Die Bundesregierung plant bis ins Jahr 2020 den Aufbau von mindestens 15.000 Ladesäulen und 100.000. Ladepunkten.

Es gibt für Elektrofahrzeuge zwei Möglichkeiten der Ladung – über Wechselstrom (AC) und über Gleichstrom (DC). Wechselstrom-Ladesäulen sind heute im Normalfall mit dem genormten Stecker »Typ 2« ausgestattet. Für Fahrzeuge mit »Typ-1-Stecker« am Fahrzeug sind entsprechende Adapter erhältlich.

Lithium-Ionen-Batterien sind Akkumulatoren auf der Basis von Lithium-Verbindungen. Die reaktiven Materialien enthalten Lithiumionen sowohl in der negativen als auch in der positiven Elektrode sowie im Elektrolyten. Lithium-Ionen-Batterien besitzen im Vergleich zu anderen Akkumulatortypen eine hohe Energiedichte und Zyklenfestigkeit (Ladung/Entladung), erfordern jedoch in den meisten Anwendungen elektronische Schutzschaltungen (Batteriemanagement), da sie sowohl gegenüber Tiefentladung als auch Überladung empfindlich sind.

Als Anode dient bei einer Magnesium-Batterie eine Magnesium-Legierung, die Kathode besteht aus einer Molybdänsulfid-Verbindung, der Elektrolyt hat gelartige Konsistenz. Ihre Energiedichte ist derzeit jedoch noch deutlich geringer als die von Li-Ion-Batterien.

Metall-Luft-Batterien oxidieren das Anodenmetall (z.B. Eisen, Aluminium oder Zink) in einem alkalischen Elektrolyten, während an der katalytischen Kathode Luftsauerstoff mit Wasser zu Hydroxidionen umgesetzt wird. Im industriellen Maßstab bereitet noch die Herstellung einer geeigneten Kathode Probleme. Als vielversprechend gilt die Zink-Luft-Batterie (Zink-Anode).

Kapazitätsverlust bei einigen Akkuarten, die häufig nicht vollständig entladen wurden. Es wird angenommen, dass sich der Akku den Energiebedarf »merkt« und mit der Zeit statt der ursprünglichen nur noch die bei den bisherigen Entladevorgängen benötigte Energiemenge zur Verfügung stellt.

Zeitpunkt, an dem das globale Ölfördermaximum erreicht ist und nach dessen Erreichen die Produktion kontinuierlich abnimmt. Die Internationale Energieagentur (IEA) schätzt, dass dieser Punkt im Jahr 2020 erreicht sein wird.

Nachfolgetechnologien der heutigen Lithium-Ionen-Akkumulatoren. Zum Beispiel Zink-Luft-Akkumulatoren. Man verspricht sich von Post-Lithium-Ionen-Akkus eine deutlich höhere Energiedichte (> 500 kWh) und eine bessere Schnellladefähigkeit.

Power-to-X fasst technische Prozesse zusammen, bei denen durch den Einsatz (elektrischer) Energie langkettige Kohlenwasserstoffe erzeugt werden, die als synthetische Kraftstoffe geeignet sind. Der Begriff umfasst die Verfahrenswege Power-to-Gas (Herstellung brennbarer Gase durch Wasserelektrolyse und ggf. nachgeschalteter Methanisierung) sowie Power-to-liquid (Verflüssigung von EE-Gas, mittels Sonnenenergie durch Mikroben erzeugte Kohlenwasserstoffe, Kraftstoffherstellung mittels Synthesegas).

Synthetische Kraftstoffe aus nachhaltigen Quellen, die nicht in Konkurrenz beispielsweise zur Nahrungsmittelerzeugung stehen oder die Waldabholzung vorantreiben.

Unter Rekuperation versteht man die Rückgewinnung von kinetischer Energie beim Abbremsen eines Fahrzeugs oder im Schubbetrieb. In Elektrofahrzeugen geschieht dies meist durch Umschaltung des Antriebsmotors auf Generatorbetrieb, der die Energie in die Fahrzeugbatterie zurückspeist.

Sensoren sind technische Bauteile, die bestimmte physikalische oder chemische Eigenschaften und/oder die stoffliche Beschaffenheit oder Struktur ihrer Umgebung erfassen und in elektrische Signale umformen können.
Bei Fahrerassistenzsystemen kommt eine Vielzahl unterschiedlicher Sensoren zum Einsatz: Drehzahl-, Neigungs-, Beschleunigungs-, Positions-, Radar-, Lasersensoren und viele mehr.
Neben Aktorik und Selbstregulation ist die Sensorik eine der drei Hauptkomponenten von autonomen Systemen.

Als Smart Grid werden intelligente Stromnetze bezeichnet. Elektrofahrzeuge können Teil des Smart Grid werden, indem sie zeit- und lastgesteuert geladen werden bzw. sogar Energie in das Netz zurückspeisen (→ Bidirektionales Laden).

An Elektrofahrzeugen kommen unterschiedliche Steckertypen kommen zum Einsatz
Typ 2-Stecker: für die Wechselstromladung
Typ 1-Stecker: veraltete Technik; Adapter für Typ 2-Stationen verfügbar
CCS: Der europäische Standard für die Gleichstromladung auf Basis des Typ 2-Steckers mit einer Ladeleistung von derzeit maximal 100 kW.
CHAdeMO: Der japanische Standard für die Gleichstromladung mit einer Ladeleistung von derzeit maximal 50 kW.

Der Synchronmotor verfügt über einen konstant magnetisierten Läufer und einen umgebenden Stator, an den ein Drehfeld angelegt wird. Die Drehzahl des Synchronmotors ist synchron zum angelegten Drehfeld. Er eignet sich für Anwendungen, bei denen eine stabile Drehzahl erforderlich ist. Zu seinen Nachteilen zählen ein schwieriger Selbstanlauf sowie Drehschwingungen. Ein Synchronmotor kann auch als Generator betrieben werden.

Siehe »Bidirektionales Laden«

Oberbegriff für die automatische Kommunikation von Fahrzeugen mit ihrer Umgebung. Es wird unterschieden zwischen Vehicle‐to‐Vehicle-Kommunikation, bei der sich Fahrzeuge untereinander beispielsweise in unfallträchtigen Situationen austauschen, sowie der Vehicle‐to‐X‐Infrastructure-Kommunikation, die die Kommunikation zwischen Fahrzeug und der Umgebung, beispielsweise mit Verkehrsleitsystemen beschreibt.

Austausch von Daten zwischen kommunikationsfähigen Fahrzeugen untereinander oder mit der Infrastruktur.

Grob aus dem Englischen übersetzt bedeutet der Begriff »Von der Quelle zum Rad«. Hiermit werden der gesamte Energieverbrauch sowie die Treibhausgasemissionen eines Kraftstoffs bezeichnet, die durch Herstellung, Bereitstellung und Nutzung verursacht werden. Beim Erdöl beginnend vom Bohrloch über Raffinerie, Tankstellennetz und Fahrzeugtank bis zur fertigen Energiedienstleistung im Fahrzeug. Die Betrachtung wird in zwei Schritte unterteilt: Der Well-to-Tank-Pfad beschreibt die Kraftstoffbereitstellung, der Tank-to-Wheel-Pfad die Nutzung des Kraftstoffs im Fahrzeug und die Emissionen im Fahrbetrieb.

Der Wirkungsgrad ist ein Parameter für die Effektivität der Umwandlung einer Energieform in eine andere. Er wird gewöhnlich mit dem griechischen Buchstaben »Eta« ( η ) gekennzeichnet und in Prozent angegeben. Mathematisch beschrieben wird er als Verhältnis von aufgewandter zu nutzbarer Energie.

Die Zyklenfestigkeit bezeichnet die Anzahl von Lade- und Entladevorgängen, bevor die durch Aufladung erreichbare Kapazität eines Akkus unter eine bestimmte Grenze fällt.