Eaton entwickelt eine Reihe von 48-Volt-Technologien, um Fahrzeughersteller dabei zu unterstützen, neue globale Emissionsvorschriften zu erfüllen

Das Energiemanagement-Unternehmen Eaton hat heute bekannt gegeben, dass seine Vehicle Group eine Reihe von 48-Volt-Technologien entwickelt hat, um seine weltweiten Kunden für On- und Off-Highway-Nutzfahrzeuge bei der Umstellung von herkömmlichen 12- und 24-Volt-Fahrzeugsystemen auf Systeme mit 48-Volt-Architektur zu unterstützen. Diese 48-Volt-Systeme können neue, fortschrittliche energieverbrauchende Komponenten antreiben und dazu beitragen, ihren Schadstoffausstoß zu verringern sowie ihren Kraftstoffverbrauch und ihre Leistung zu verbessern.

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Eaton’s supercapacitors are able to quickly charge and discharge at higher rates than lithium-ion batteries. (Photo: Business Wire)

„Diese Entwicklung erfolgt zu einem Zeitpunkt, an dem Fahrzeughersteller weltweit Entscheidungen zur Einführung neuer Technologien treffen müssen, um die Emissionsvorschriften zu erfüllen“, erklärte Ben Karrer, Manager, Technology Development, Eatons Vehicle Group. „Von allen verfügbaren Optionen werden 48-Volt-Architekturen immer beliebter, da sie den CO2- und den NOx-Ausstoß gleichzeitig reduzieren können, was einerseits unseren Kunden hilft und andererseits die Umwelt schont.“

Die meisten Fahrzeuge werden traditionell mit einem 12-Volt-System betrieben, die Verschärfung der Kraftstoffverbrauchsvorschriften und der Einbau neuer, fortschrittlicher energieverbrauchender Komponenten führen zu einem steigenden Energiebedarf, der die Entwicklung in Richtung der 48-Volt-Systeme vorantreibt.

Der Betrieb der Systeme mit einer 48-Volt-Architektur reduziert die mechanische Belastung und den CO2-Ausstoß

Viele Fahrzeugsysteme werden heute direkt über die vom Motor erzeugte mechanische Energie versorgt, mit der 12-Volt-Systeme wie Klimaanlagen und Pumpen betrieben werden. Eaton entwickelt 48-Volt-Systeme mit Motorgeneratoren und Wechselrichtern, die 48-Volt-Gleichstrom für das Fahrzeug erzeugen. Außerdem stellt Eaton 48-Volt-DC/DC-Wandler her, die den Strom von 48-Volt-Fahrzeugarchitekturen auf 12- und 24-Volt-Systeme heruntertakten.

Das 48-Volt-System kann den Nachbehandlungskatalysator beheizen, um NOx-Emissionen zu reduzieren

Insgesamt werden die neuen Emissionsvorschriften die Auspuff-NOx-Grenzwerte um bis zu 90 % senken, sodass die Motorenhersteller weltweit gezwungen sind, zusätzliche Strategien zur Emissionsreduzierung einzusetzen.

Die Vehicle Group von Eaton entwickelt außerdem Leistungselektronik für die elektrische 48-Volt-Katalysatorheizung, die das Nachbehandlungssystem des Fahrzeugs direkt mit Wärme versorgt. Diese aktive Heizung trägt dazu bei, dass die Katalysatorkomponenten beim Anlassen des Motors schneller eine effiziente Betriebstemperatur erreichen und sie auch bei niedriger Last halten. Dies ist eine entscheidende Strategie, um die Emissionen auf das in den künftigen Vorschriften geforderte Niveau zu senken.

„Achtundvierzig Volt werden auch für die Stromversorgung von Systemen wie einer Klimaanlage und einem Motorlüfter verwendet, die traditionell vom Motor betrieben werden“, so Karrer. „Die heutigen Systeme sind nicht intelligent: Man kann nicht steuern, wann sie ein- oder ausgeschaltet werden, und die Werte lassen sich nicht regeln. Die Umrüstung dieser Komponenten auf elektrische Alternativen ermöglicht eine intelligente Steuerung und die Beseitigung mechanischer Lasten.“

Eine elektrische Kühlung birgt zahlreiche Vorteile für Umwelt und Effizienz

Ein elektrisches Motorkühlgebläse und ein elektrischer Klimakompressor sind ebenfalls in der Entwicklung. Die Elektrifizierung des Kühlgebläses bietet zusätzliche Vorteile, da es verkleinert und strategisch im Motorraum platziert werden kann. Somit ist eine flexible aerodynamische Gestaltung möglich, um den Kraftstoffverbrauch zu optimieren und die Emissionen zu reduzieren.

Superkondensatoren und Blei-Säure-Batterien als Stromspeicher für 48-Volt-Systeme

Die Vehicle Group von Eaton entwickelt eine breite Palette von 48-Volt-Energiespeicherlösungen, darunter Blei-Säure-Batterien und Superkondensatoren.

„Wir integrieren verschiedene Energiespeichertechnologien in ein größeres Speicherpaket, einschließlich Steuerung, Sicherungen und Schütze“, erklärte Karrer. „Die Electrical Components Group von Eaton ist unser Partner für Superkondensatoren, und wir werden mit den meisten Herstellern von Nutzfahrzeugbatterien im Hinblick auf Blei-Säure-Batterien zusammenarbeiten.“

Blei-Säure-Batterien sind im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien kostengünstig und bieten eine sichere und effizientere Lösung mit einer längeren Lebensdauer im Vergleich zu bestehenden Anwendungsbereichen von Blei-Säure-Batterien.

Superkondensatoren sind in der Lage, sich schneller aufzuladen und zu entladen als Lithium-Ionen-Batterien. Größe und Gewicht sind mit denen von Lithium-Ionen-Batterien vergleichbar, Superkondensatoren speichern jedoch im Gegensatz dazu keine hohe Energie, benötigen kein Flüssigkeitskühlsystem und haben eine längere Lebensdauer.

Dieses Technologiepaket ist ein Beispiel dafür, wie Eaton sich dafür einsetzt, seine Nachhaltigkeitsziele für 2030 zu erreichen. Dazu gehören die Halbierung der Kohlenstoffemissionen aus unserem Betrieb und die Senkung der Emissionen von Produkten und Lieferketten. Erfahren Sie mehr über unser Engagement für die Verbesserung der Lebensqualität und der Umwelt.

Eaton engagiert sich dafür, die Lebensqualität und die Umwelt mit Energiemanagement-Technologien und Services zu verbessern, die sicherer, zuverlässiger und effizienter sind. Wir bieten nachhaltige Lösungen, die dazu beitragen, dass unsere Kunden die Versorgung mit elektrischer, hydraulischer und mechanischer Energie sicherer, effizienter und zuverlässiger verwalten können. Die Umsatzerlöse von Eaton betrugen 17,9 Mrd. US-Dollar im Jahr 2020, und wir versorgen Kunden in über 175 Ländern mit unseren Produkten. Wir beschäftigen gegenwärtig rund 85.000 Mitarbeiter. Weitere Informationen erhalten Sie unter www.eaton.com.

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Thomas Nellenbach

thomasjnellenbach@eaton.com

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