Elektrischer Antrieb erklärt: Wie er funktioniert, welche Typen er hat und warum er wichtig ist

Was ist ein Elektroantrieb und wie funktioniert er?

Ein elektrischer Antrieb ist ein System, das elektrische Energie nutzt, um die Geschwindigkeit, das Drehmoment und die Richtung einer motorgetriebenen mechanischen Last zu steuern. Auf seiner grundlegendsten Ebene besteht ein elektrischer Antrieb aus drei Kernelementen: einer Stromquelle, einer Stromumwandlungseinheit (z. B. einem Frequenzumrichter oder einer Motorsteuerung) und einem Elektromotor, der elektrische Energie in mechanische Bewegung umwandelt. Das Antriebssystem regelt, wie elektrische Energie an den Motor geliefert wird, und ermöglicht eine präzise, ​​effiziente und reaktionsschnelle Steuerung der Leistung – unabhängig davon, ob diese Leistung ein Förderband dreht, ein Pumpenlaufrad dreht, ein Fahrzeug beschleunigt oder einen Roboterarm antreibt.

Was einen modernen Elektroantrieb vom einfachen direkten Anschluss eines Motors an die Stromversorgung unterscheidet, ist die in der Steuereinheit eingebettete Intelligenz. Ein direkter Motoranschluss liefert sofort die volle Spannung und Frequenz und lässt dem Motor keine andere Wahl, als mit einer festen Drehzahl zu arbeiten, ohne das Drehmoment zu modulieren oder sich an wechselnde Lastbedingungen anzupassen. Ein elektrisches Antriebssystem fügt einen programmierbaren Controller zwischen die Stromversorgung und den Motor ein und ermöglicht eine kontinuierliche Echtzeitanpassung von Spannung, Strom und Frequenz basierend auf Rückmeldungssignalen von Sensoren, die Geschwindigkeit, Last, Temperatur und Position überwachen. Diese Steuerbarkeit ist der entscheidende Vorteil der elektrischen Antriebstechnologie gegenüber mechanischen Alternativen mit fester Geschwindigkeit.

Kernkomponenten eines elektrischen Antriebssystems

Für jeden, der ein elektrisches Antriebssystem spezifiziert, in Betrieb nimmt oder wartet, ist es wichtig zu verstehen, was ein elektrisches Antriebssystem ausmacht. Während spezifische Architekturen je nach Anwendung variieren, verfügen die meisten elektrischen Antriebssysteme über einen gemeinsamen Satz funktionaler Komponenten, die zusammenarbeiten, um eine kontrollierte mechanische Leistung zu liefern.

Stromversorgungs- und Gleichrichterstufe

Bei wechselstrombetriebenen Elektroantriebssystemen wird der vom Netz eingehende Wechselstrom zunächst durch eine Gleichrichterschaltung in Gleichstrom umgewandelt. Diese DC-Busstufe speichert Energie in Kondensatoren und stellt eine stabile Zwischenspannung bereit, die die Wechselrichterstufe des Antriebs dann in die genaue Ausgangswellenform modulieren kann, die der Motor benötigt. Die Qualität dieser Gleichrichtungsstufe wirkt sich direkt auf die harmonischen Verzerrungseigenschaften des Antriebs und seine Kompatibilität mit dem Stromnetz aus. Hochleistungs-Elektroantriebe verfügen über aktive Front-End-Gleichrichter, die sowohl die in die Stromversorgung zurückgespeisten Oberschwingungen reduzieren als auch regeneratives Bremsen ermöglichen – also die Rückspeisung von Energie ins Netz, wenn der Motor abbremst.

Wechselrichter- und PWM-Steuerung

Der Wechselrichter ist das Herzstück der Drehzahlregelung elektrischer Antrieb . Es nimmt die DC-Busspannung und verwendet eine Reihe von Schalttransistoren – typischerweise Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBTs) –, um durch eine Technik namens Pulsweitenmodulation (PWM) einen Wechselstromausgang mit variabler Frequenz und variabler Spannung zu rekonstruieren. Durch schnelles Ein- und Ausschalten der Transistoren tausende Male pro Sekunde synthetisiert der Antrieb eine gleichmäßige, steuerbare Wechselstromwellenform, die der Motor als echte Sinusversorgung interpretiert. Durch Ändern der Ausgangsfrequenz ändert sich die Motorgeschwindigkeit; Durch die Änderung der Ausgangsspannung im Verhältnis zur Frequenz werden der Motorfluss und die Drehmomentkapazität über den gesamten Drehzahlbereich konstant gehalten. Die Schaltfrequenz des PWM-Wechselrichters – typischerweise zwischen 2 kHz und 16 kHz – beeinflusst sowohl die vom Motor erzeugten hörbaren Geräusche als auch die Schaltverluste im Antrieb selbst.

Motorsteuerungsprozessor und Rückkopplungsschleife

Der Mikroprozessor oder DSP (Digital Signal Processor) in einem Elektroantrieb führt den Steueralgorithmus aus, der einen Drehzahl- oder Drehmomentsollwert in präzise Schaltbefehle für den Wechselrichter umwandelt. Bei einfacheren Antrieben mit Skalarsteuerung (V/f) behält der Prozessor ein festes Spannungs-Frequenz-Verhältnis bei und reagiert relativ langsam auf Laständerungen. Bei anspruchsvolleren Antrieben mit Vektorsteuerung oder direkter Drehmomentsteuerung (DTC) berechnet der Prozessor kontinuierlich die momentane Position und Größe des magnetischen Flusses und der drehmomenterzeugenden Stromkomponenten des Motors und ermöglicht so eine Reaktion auf dynamische Laständerungen in weniger als einer Millisekunde. Die Rückmeldung an den Prozessor erfolgt über Stromsensoren im Antrieb und optional über einen externen Encoder oder Resolver, der zur präzisen Positions- und Geschwindigkeitsmessung auf der Motorwelle montiert ist.

Der Elektromotor

Der Motor ist das Ausgabegerät des elektrischen Antriebssystems und wandelt die gesteuerte elektrische Energie vom Antrieb in mechanische Wellendrehung um. Der am häufigsten bei elektrischen Antrieben mit variabler Drehzahl verwendete Motortyp ist der Dreiphasen-Induktionsmotor (auch Asynchronmotor genannt), der robust, wartungsarm und in einer enormen Bandbreite an Leistungsstufen und Baugrößen erhältlich ist. Permanentmagnet-Synchronmotoren (PMSMs) werden zunehmend sowohl in Industrie- als auch Automobil-Elektroantriebsanwendungen eingesetzt, bei denen eine hohe Leistungsdichte, ein hoher Wirkungsgrad über einen weiten Drehzahlbereich und eine kompakte Größe Priorität haben. Geschaltete Reluktanzmotoren und Synchronmotoren mit gewickeltem Rotor werden in speziellen Hochleistungs-Elektroantriebsanwendungen oder in rauen Umgebungen eingesetzt.

Haupttypen elektrischer Antriebssysteme

Die elektrische Antriebstechnologie umfasst mehrere unterschiedliche Systemarchitekturen, die jeweils für unterschiedliche Leistungsanforderungen, Motortypen und Anwendungsumgebungen geeignet sind. Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten Arten elektrischer Antriebe und ihre wichtigsten Eigenschaften zusammen.

Elektrischer Antrieb in Elektrofahrzeugen: So funktioniert die Traktion im Automobil

Die elektrische Antriebseinheit in einem batterieelektrischen Fahrzeug (BEV) ist eine der leistungskritischsten und technisch anspruchsvollsten Anwendungen elektrischer Antriebstechnologie, die es heute gibt. Ein elektrisches Antriebssystem für Kraftfahrzeuge muss aus dem Ruhezustand ein gleichmäßiges, sofortiges Drehmoment liefern, über längere Zeiträume eine hohe Leistungsabgabe aufrechterhalten, über einen enormen Geschwindigkeitsbereich effizient arbeiten, jahrzehntelange Vibrationen und Temperaturwechsel überstehen und gleichzeitig extrem enge Platzverhältnisse einhalten.

So funktioniert ein Elektroantrieb

In einem batterieelektrischen Fahrzeug liefert der Hochspannungsbatteriesatz (typischerweise 400 V oder 800 V) Gleichstrom an den Traktionswechselrichter, der ihn in dreiphasigen Wechselstrom mit der Frequenz und Spannung umwandelt, die zur Erzeugung des vom Fahrer vorgegebenen Drehmoments erforderlich sind. Der Traktionswechselrichter nutzt die feldorientierte Steuerung (FOC), um die fluss- und drehmomenterzeugenden Stromkomponenten im Motor unabhängig zu regeln und so eine präzise Drehmomentabgabe auch bei sehr niedrigen Drehzahlen zu ermöglichen. Die Abtriebswelle des Motors ist mit einem Untersetzungsgetriebe mit einer einzigen Drehzahl verbunden – Elektromotoren erzeugen über einen sehr großen Drehzahlbereich nutzbares Drehmoment, sodass kein Mehrstufengetriebe erforderlich ist – und von dort über ein Differenzial oder, in einigen Architekturen, über einzelne radinterne Motoren an die angetriebenen Räder.

Regeneratives Bremsen in Elektroantrieben von Elektrofahrzeugen

Einer der bedeutendsten Energieeffizienzvorteile elektrischer Antriebssysteme in Fahrzeugen ist das regenerative Bremsen. Wenn der Fahrer vom Gaspedal geht oder die Bremse betätigt, befiehlt der Fahrantrieb dem Motor, als Generator zu arbeiten, der die kinetische Energie des Fahrzeugs wieder in elektrische Energie umwandelt und diese wieder in die Batterie einspeist. Der Wechselrichter arbeitet im umgekehrten Energiefluss, wobei der Motor nun ein Bremsmoment erzeugt und gleichzeitig als Stromquelle fungiert. Bei städtischen Fahrzyklen mit häufigem Beschleunigen und Abbremsen kann das regenerative Bremsen 15 bis 25 % der insgesamt verbrauchten Energie zurückgewinnen, was die Reichweite im Vergleich zu dem, was mit reiner Reibungsbremsung erreicht werden würde, deutlich vergrößert.

Einzelmotor- vs. Doppelmotor- und Allradantriebskonfigurationen

Elektrofahrzeuge der Einstiegsklasse verwenden typischerweise eine einzelne elektrische Antriebseinheit, die entweder die Vorder- oder Hinterachse antreibt. Konfigurationen mit zwei Motoren – mit einer Antriebseinheit pro Achse – bieten Allradantrieb und ermöglichen dem Fahrzeugmanagementsystem, das Drehmoment an jeder Achse unabhängig zu steuern, um eine überlegene Traktion und Dynamik zu erzielen. Einige Hochleistungs-Elektrofahrzeuge verwenden drei oder sogar vier einzelne Antriebseinheiten, eine pro Rad, und ermöglichen so eine Drehmomentverteilung mit einem Präzisionsgrad, den kein mechanisches Differenzialsystem erreichen kann. Die unabhängige Steuerbarkeit jeder elektrischen Antriebseinheit ist ein grundlegender Vorteil elektrifizierter Antriebsstränge gegenüber herkömmlichen mechanischen Systemen.

Industrielle Elektroantriebsanwendungen und Energieeinsparungen

Industrielle Elektroantriebe – hauptsächlich Frequenzumrichter zur Steuerung von Wechselstrom-Induktionsmotoren – machen einen erheblichen Teil des weltweiten industriellen Stromverbrauchs aus. Nach Angaben der Internationalen Energieagentur verbrauchen Elektromotorsysteme etwa 45 % des weltweit erzeugten Stroms, und der Großteil dieses Verbrauchs entfällt auf Industrieanlagen. Der Ersatz von Direktstartern mit fester Drehzahl durch elektrische Antriebe mit variabler Drehzahl bietet einige der kostengünstigsten Energieeinsparungen, die in Industriebetrieben möglich sind.

Die Affinitätsgesetze: Warum Geschwindigkeitsregelung so viel Energie spart

Bei Zentrifugallasten – Pumpen, Lüfter, Kompressoren und Gebläse – folgt die Beziehung zwischen Motordrehzahl und Stromverbrauch den Affinitätsgesetzen: Der Stromverbrauch ist proportional zur dritten Potenz des Drehzahlverhältnisses. Das bedeutet, dass die Reduzierung der Drehzahl eines Pumpenmotors von 100 % auf 80 % der Volldrehzahl seinen Stromverbrauch auf etwa 51 % seines Volldrehzahlwerts (0,8³ = 0,512) senkt. Durch die Reduzierung der Geschwindigkeit auf 60 % sinkt der Verbrauch auf nur 22 % der Vollgeschwindigkeit. In Pumpen- und HVAC-Systemen, in denen der Durchflussbedarf im Laufe des Tages oder des Jahres schwankt, kann der Austausch eines Motorantriebs mit fester Drehzahl durch einen Elektroantrieb mit variabler Drehzahl den Energieverbrauch um 30 bis 60 % senken, wobei die Amortisationszeit bei typischen industriellen Stromtarifen häufig weniger als zwei Jahre beträgt.

Sanfter Start und reduzierte mechanische Belastung

Über die Energieeinsparungen hinaus schützen elektrische Antriebe mit variabler Drehzahl sowohl den Motor als auch das angetriebene mechanische System, indem sie den hohen Einschaltstrom und das Stoßmoment eliminieren, die mit dem Direktstart am Netz einhergehen. Wenn ein Motor direkt online gestartet wird, verbraucht er in den ersten Sekunden das Sechs- bis Zehnfache seines Volllaststroms und überträgt eine impulsive Drehmomentspitze auf das mechanische System. Mit der Zeit führt dieser wiederholte mechanische Stoß zu einer Ermüdungsbelastung von Kupplungen, Getrieben, Förderbändern, Rohrverbindungen und Pumpenlaufrädern. Das Starten durch einen Elektroantrieb – sanftes Erhöhen der Geschwindigkeit über eine programmierbare Beschleunigungsrampe – reduziert den Spitzenanlaufstrom auf 100 % bis 150 % des Volllaststroms und eliminiert die Drehmomentspitze vollständig, wodurch die Lebensdauer des gesamten Antriebsstrangs messbar verlängert wird.

Wichtige Spezifikationen, die Sie bei der Auswahl eines Elektroantriebs beachten sollten

Unabhängig davon, ob Sie einen industriellen Antrieb mit variabler Drehzahl für eine Pumpenanwendung auswählen oder das elektrische Antriebssystem in einem Fahrzeug bewerten, ist es am wichtigsten, die folgenden Spezifikationen zu verstehen und an Ihre Anwendungsanforderungen anzupassen.

• Nennleistung (kW oder PS): Die kontinuierliche Ausgangsnennleistung des Antriebs muss mindestens dem Volllastleistungsbedarf des Motors entsprechen, den er steuert. Die meisten Antriebe geben außerdem eine Überlastkapazität an – beispielsweise 150 % des Nennstroms für 60 Sekunden –, die für die Beschleunigungsdrehmomentanforderungen der Anwendung ausreichend sein muss.
• Eingangsspannung und Frequenz: Antriebe sind für bestimmte Eingangsspannungsbereiche (z. B. 200–240 V einphasig, 380–480 V dreiphasig, 690 V dreiphasig) und Eingangsfrequenz (50 Hz oder 60 Hz) ausgelegt. Es ist wichtig, den Antrieb an die verfügbare Versorgungsspannung anzupassen. Die meisten modernen Antriebe akzeptieren eine Spannungstoleranz von ±10 % und unterstützen sowohl 50-Hz- als auch 60-Hz-Versorgungsfrequenzen.
• Ausgangsfrequenzbereich: Bei Anwendungen mit variabler Drehzahl bestimmt der Ausgangsfrequenzbereich des Antriebs den Motordrehzahlbereich, den er liefern kann. Ein typischer industrieller Frequenzumrichter gibt 0 Hz bis 500 Hz oder höher aus und bietet damit einen Drehzahlbereich, der weitaus größer ist als bei jedem mechanischen Drehzahlregelungssystem. Die minimal steuerbare Drehzahl ohne Verlust der Drehmomentfähigkeit ist ebenso wichtig für Anwendungen, die einen stabilen Betrieb bei niedriger Drehzahl erfordern.
• Steuermodus (V/f, Open-Loop-Vektor, Closed-Loop-Vektor): Die skalare V/f-Steuerung eignet sich für einfache Zentrifugallastanwendungen ohne präzise Drehzahl- oder Drehmomentanforderungen. Die Vektorsteuerung mit offenem Regelkreis (sensorloser Vektor) sorgt für ein verbessertes Drehmoment bei niedriger Drehzahl und eine verbesserte dynamische Reaktion ohne Encoder. Die Vektorregelung mit geschlossenem Regelkreis und Encoder-Feedback liefert die höchste dynamische Leistung und Geschwindigkeitsgenauigkeit, die für Positionierungsanwendungen und Lasten mit hoher Trägheit erforderlich ist, die eine schnelle Drehmomentreaktion erfordern.
• Umweltschutzklasse (IP-Rating): Die IP-Einstufung (Ingress Protection) des Laufwerksgehäuses gibt seinen Widerstand gegen das Eindringen von Staub und Wasser an. IP20-Antriebe eignen sich für saubere, trockene Schalttafeln. IP54- oder IP55-Antriebe werden in staubigen oder spritzwassergefährdeten Industrieumgebungen eingesetzt. Für Außeninstallationen oder Waschumgebungen in der Lebensmittelverarbeitung und ähnlichen Bereichen ist IP66 oder höher erforderlich.
• Kommunikationsschnittstellen: Moderne elektrische Antriebe unterstützen eine Reihe industrieller Kommunikationsprotokolle für die Integration mit SPS und Überwachungssteuerungssystemen. Zu den gängigen Schnittstellen gehören Modbus RTU/TCP, PROFIBUS, PROFINET, EtherNet/IP, CANopen und EtherCAT. Die Auswahl eines Antriebs mit dem richtigen Protokoll für Ihr Automatisierungssystem vermeidet teure Gateway-Hardware und vereinfacht die Inbetriebnahme und Diagnose.
• Bremsleistung: Anwendungen mit Lasten mit hoher Trägheit oder häufigen Verzögerungszyklen – wie Zentrifugen, Hebezeuge, Kräne und Prüfstände – erfordern einen Antrieb mit entweder einem eingebauten Bremstransistor und einem externen Bremswiderstand für dynamisches Bremsen (Abführung der Bremsenergie in Wärme) oder einen aktiven regenerativen Front-End-Antrieb, der Bremsenergie für maximale Effizienz in das Versorgungsnetz zurückspeist.

Elektrischer Antrieb vs. hydraulischer Antrieb vs. mechanischer Antrieb: Ein praktischer Vergleich

In vielen industriellen und mobilen Geräteanwendungen konkurrieren elektrische Antriebssysteme direkt mit hydraulischen und mechanischen Antriebsalternativen. Jede Technologie hat echte Stärken und Schwächen und die richtige Wahl hängt von den spezifischen Anforderungen der Anwendung ab. Der folgende Vergleich verdeutlicht die wichtigsten praktischen Unterschiede.

Installation und Inbetriebnahme eines elektrischen Antriebssystems: Was Sie richtig machen sollten

Selbst das beste Elektroantriebssystem wird bei falscher Installation oder Inbetriebnahme eine ungenügende Leistung erbringen oder vorzeitig ausfallen. Die folgenden Punkte behandeln die wichtigsten Installations- und Einrichtungsüberlegungen für industrielle Elektroantriebe.

Wärmemanagement und Belüftung

Elektrische Antriebe erzeugen während des Betriebs Wärme – hauptsächlich durch Schaltverluste in den IGBTs des Wechselrichters und Leitungsverluste im Stromkreis. Die meisten Antriebe sind für den Betrieb in einem Umgebungstemperaturbereich von 0 °C bis 40 °C (32 °F bis 104 °F) bei vollem Nennstrom ausgelegt. Über 40 °C Umgebungstemperatur muss der Antrieb herabgestuft werden – er muss mit reduziertem Ausgangsstrom betrieben werden –, um die Temperaturen der internen Komponenten innerhalb sicherer Grenzen zu halten. Stellen Sie sicher, dass das Laufwerk an einem Ort mit ausreichender Luftzirkulation montiert wird, der erforderliche Abstand über und unter dem Gerät für den Kühlluftstrom vorhanden ist, wie im Installationshandbuch des Herstellers angegeben, und dass das Bedienfeld oder Gehäuse über ausreichende Belüftung oder Zwangsluftkühlung für die vollständige Wärmeableitung aller installierten Laufwerke verfügt.

Motorkabellänge und EMV-Filterung

Die PWM-Ausgangswellenform eines Elektroantriebs mit variabler Drehzahl enthält hochfrequente Spannungskomponenten, die bei langen Kabelstrecken zum Motor Probleme verursachen können. Spannungsreflexionseffekte in langen Motorkabeln (normalerweise definiert als mehr als 50 Meter bei Antrieben ohne Ausgangsdrosseln) können zu Spitzenspannungen an den Motorklemmen führen, die deutlich über der DC-Busspannung des Antriebs liegen und die Isolierung der Motorwicklung belasten. Wenn die Kabellänge den vom Antriebshersteller angegebenen Grenzwert ohne Abhilfe überschreitet, installieren Sie eine Ausgangsdrossel (auch Motordrossel genannt) oder einen dV/dt-Filter am Antriebsausgang. Stellen Sie außerdem sicher, dass das Motorkabel geschirmt (abgeschirmt) ist, wobei die Abschirmung sowohl am Antriebs- als auch am Motorende mit der Erde verbunden ist, und dass das Motorkabel getrennt von Signal- und Steuerkabeln verlegt wird, um elektromagnetische Störungen (EMI) zu minimieren.

Parameter-Setup und Motoridentifikation

Geben Sie vor der ersten Inbetriebnahme eines Elektroantriebs die Motortypenschilddaten – Nennspannung, Nennstrom, Nennfrequenz, Nenndrehzahl und Motorleistungsfaktor – in den Parametersatz des Antriebs ein. Die meisten modernen Antriebe verfügen über eine automatisierte Motoridentifikations- oder Autotune-Routine, die den Motor durch eine kontrollierte Testsequenz laufen lässt und die tatsächlichen elektrischen Eigenschaften des angeschlossenen Motors misst, wodurch die internen Steuerparameter des Antriebs für diesen bestimmten Motor optimiert werden. Es wird dringend empfohlen, die Autotune-Routine vor der Inbetriebnahme des Systems auszuführen, insbesondere bei Antrieben mit Vektorregelung, da sie die Genauigkeit der Drehzahlregelung und die dynamische Drehmomentreaktion erheblich verbessert, verglichen mit der alleinigen Schätzung der Motorparameter anhand des Typenschilds.

Die Zukunft der elektrischen Antriebstechnik

Die Elektroantriebstechnologie schreitet an mehreren Fronten rasant voran, angetrieben durch die Elektrifizierung des Transportwesens, die zunehmende Automatisierung in der Industrie und den weltweiten Vorstoß zur Reduzierung des Energieverbrauchs und der CO2-Emissionen. Mehrere wichtige Entwicklungen prägen die nächste Generation elektrischer Antriebssysteme.

• Halbleiter mit großer Bandlücke (SiC und GaN): Leistungstransistoren aus Siliziumkarbid (SiC) und Galliumnitrid (GaN) ersetzen herkömmliche Silizium-IGBTs in leistungsstarken Elektroantrieben. Diese Geräte mit großer Bandlücke schalten schneller, arbeiten bei höheren Temperaturen und haben geringere Schaltverluste als Silizium. Dadurch sind Laufwerke möglich, die kleiner, leichter und effizienter sind und höhere Schaltfrequenzen ermöglichen. SiC-Wechselrichter gehören heute zum Standard in Traktionsantrieben für Premium-Elektrofahrzeuge und halten schnell Einzug in industrielle Antriebsprodukte.
• Integrierte Motorantriebseinheiten: Durch die direkte Montage der Antriebselektronik am oder im Motorgehäuse – wodurch eine integrierte Motorantriebseinheit entsteht – entfällt die lange Motorkabelführung, reduziert elektromagnetische Störungen, verbessert die Systemeffizienz und vereinfacht die Installation. Integrierte elektrische Antriebsmotoren gewinnen in Pumpen- und Lüfteranwendungen, HVAC-Systemen und Hilfssystemen für Elektrofahrzeuge an Bedeutung.
• KI und vorausschauende Wartung: Moderne elektrische Antriebe erzeugen einen kontinuierlichen Strom an Betriebsdaten – Strom, Spannung, Geschwindigkeit, Temperatur, Vibration und Fehlerhistorie. Auf diese Daten angewendete Algorithmen für künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen können subtile Änderungen im Motor- oder Lastverhalten erkennen, die Ausfällen Wochen oder Monate vorausgehen, und so vorausschauende Wartungseingriffe ermöglichen, die ungeplante Ausfallzeiten verhindern. Mit der Cloud verbundene Antriebe mit integrierter Zustandsüberwachung gehören in industriellen Automatisierungsplattformen zunehmend zum Standard.
• Architekturen mit höherer Spannung in Elektrofahrzeugen: Elektrische Antriebssysteme für Kraftfahrzeuge werden von 400-V- auf 800-V-Batteriearchitekturen umgestellt, was den für eine bestimmte Leistungsstufe erforderlichen Strom reduziert, dünnere, leichtere Kabelbäume ermöglicht und ein viel schnelleres Gleichstrom-Schnellladen ermöglicht. Die von Porsche und Hyundai/Kia entwickelte 800-V-Elektroantriebsarchitektur wird zum neuen Standard für Premium-Elektrofahrzeuge mit großer Reichweite und dürfte sich in den nächsten Jahren in allen EV-Segmenten durchsetzen.
• Netzinteraktive und Vehicle-to-Grid (V2G)-Antriebe: Bidirektionale elektrische Antriebssysteme, die in der Lage sind, Strom von einer EV-Batterie zurück in das Stromnetz oder in das elektrische System eines Gebäudes zu exportieren, entwickeln sich von Demonstrationsprojekten hin zu kommerziellen Anwendungen. V2G-fähige Elektroantriebe ermöglichen es, dass Batterien von Elektrofahrzeugen als dezentrale Energiespeicheranlagen fungieren, Netzstabilitätsdienste bereitstellen und es Besitzern von Elektrofahrzeugen ermöglichen, durch den Verkauf gespeicherter Energie in Zeiten der Spitzennachfrage Einnahmen zu erzielen.