月: 2023年9月

Was ist eine Fahrzeuganzeige?

Fahrzeuganzeige ist ein Oberbegriff für ein Messgerät, das sich auf der Instrumententafel vor dem Fahrersitz befindet. Es dient dem Fahrer im Wesentlichen dazu, den aktuellen Zustand des Fahrzeugs vor und während der Fahrt zu überprüfen.

Fahrzeuganzeigen bestehen aus sechs Indikatoren: Tachometer (Geschwindigkeitsmesser), Motordrehzahlmesser (Drehzahlmesser), Kraftstoffanzeige, Wassertemperaturanzeige, Schaltstellungsanzeige und Kilometerzähler (Gesamtkilometerzähler). Darüber hinaus ist das Fahrzeug mit Warnleuchten ausgestattet, die den Fahrer auf Unregelmäßigkeiten aufmerksam machen. Die wichtigsten Warnleuchten sind: Kraftstoffstandswarnleuchte, Wassertemperaturwarnleuchte, Motorwarnleuchte, Öldruckwarnleuchte und Bremswarnleuchte.

Anwendungen von Fahrzeuganzeigen

Fahrzeuganzeigen dienen dazu, den aktuellen Zustand des Fahrzeugs und den Gesamtkilometerstand des Fahrzeugs zu überprüfen.

Tachometer sind Instrumente, die die Geschwindigkeit anzeigen, mit der das Fahrzeug unterwegs ist. Inländische Standardfahrzeuge haben in der Regel einen Speicher für bis zu 180 km/h, während leichte Fahrzeuge einen Speicher für bis zu 140 km/h haben. Der Drehzahlmesser zeigt die Motordrehzahl an. Die Tankanzeige zeigt die verbleibende Benzinmenge an. F steht für voll und E für kein Benzin mehr. Die Wassertemperaturanzeige zeigt die Temperatur des Motorkühlmittels an. H zeigt eine Überhitzung an, C zeigt eine niedrige Temperatur an. Die Schaltstellungsanzeige zeigt die aktuelle Schaltstellung an. Der Kilometerzähler (Gesamtkilometerzähler) ist ein Instrument, das die gesamte vom Fahrzeug zurückgelegte Strecke anzeigt.

Funktionsweise der Fahrzeuganzeigen

Der Mechanismus eines Tachometers besteht darin, dass ein Sensor an der Achse des Fahrzeugs angebracht ist, der die Anzahl der Umdrehungen misst, und ein Computer das digitale Signal, das die Anzahl der Umdrehungen darstellt, in eine Geschwindigkeitsangabe umwandelt. Wie die Tachometer sind auch die Kilometerzähler überwiegend computergesteuert.

Drehzahlmesser sind heute überwiegend elektrisch und verwenden eine elektronische Schaltung, um die Zündfrequenz des Motorsignals zu erfassen und die Drehzahl zu messen.

Auf der Tankanzeige steht F für FULL und E für EMPTY. Die Empfindlichkeit des Sensors ist bewusst dumpf gehalten, um zu vermeiden, dass die Anzeige jedes Mal steigt oder fällt, wenn der Kraftstoff im Tank durch das Verhalten des Fahrzeugs erschüttert wird. Beachten Sie, dass das dreieckige Symbol rechts neben dem Tankautomatensymbol anzeigt, auf welcher Seite des Fahrzeugs, links oder rechts, sich der Tankstutzen befindet.

Die Wassertemperaturanzeige zeigt die aktuelle Kühlmitteltemperatur des Motors an. C steht für COOL und H für HOT. Im Kühlmittelkanal ist ein Sensor eingebaut, der die Kühlmitteltemperatur überwacht.

Was ist eine Autobatterie?

Eine Autobatterie ist ein Gerät, das zur Stromversorgung elektrischer Komponenten wie Blinker, Scheinwerfer, Navigationssystem und Innenbeleuchtung des Fahrzeugs dient.

Sie versorgt das Auto als Speicherbatterie im Auto mit Strom. Für den Betrieb des Automotors ist die Verbrennung von Kraftstoff erforderlich, und moderne Autos verfügen über ein System, bei dem der Motor durch einen Motor, den so genannten Zellenmotor, gestartet wird.

Eine Zündkerze ist erforderlich, um den in den Motor eingespritzten Kraftstoff zu zünden, so dass der Motor ohne Strom für diese Teile nicht gestartet werden kann.

Darüber hinaus wird das Fahrzeug ständig mit Strom versorgt, auch wenn der Motor nicht läuft, da er zur Aufrechterhaltung von Informationen im Bordcomputer (ECU) und zur Aktivierung des Sicherheitssystems verwendet wird. Die Batterie ist das am stärksten belastete Bauteil im Auto und reagiert empfindlich auf Temperaturschwankungen, weshalb sie häufig überprüft und gewartet werden muss.

Anwendungen von Autobatterien

Die Autobatterie versorgt das Auto mit Strom und wird für die Versorgung aller elektrischen Geräte im Auto verwendet, während sie gleichzeitig als Speicherbatterie immer wieder aufgeladen und entladen wird.

Das Aufladen der Autobatterie erfolgt hauptsächlich während des Fahrens des Fahrzeugs. Das Fahrzeug fährt mit Strom, der von der Lichtmaschine, einem über einen Riemen mit dem Motor verbundenen Generator usw. erzeugt wird, und der überschüssige Strom wird in die Autobatterie geladen.

Die Autobatterie nutzt den Strom im Leerlauf, wenn die Motordrehzahl niedrig ist und die Lichtmaschine nur wenig Strom erzeugt, und wenn der Zellmotor zum Anlassen des Motors eingeschaltet wird.

Sie wird auch verwendet, wenn der Motor nicht läuft, z. B. beim Öffnen und Schließen der Türen mit dem Transponderschlüssel oder beim Aktivieren des Sicherheitssystems nach dem Aussteigen aus dem Fahrzeug. Wenn die Autobatterie entladen ist, kann sie keinen Strom mehr liefern, so dass die Türen nicht mit dem Transponderschlüssel entriegelt werden können oder der Motor nicht anspringt.

Funktionsweise der Autobatterie

Das Prinzip der Autobatterie beruht auf einer Redoxreaktion zwischen dem Plus- und Minuspol der Batterie zur Stromgewinnung. Die Autobatterie enthält zwei Elektroden und Batteriesäure. Die Elektroden bestehen hauptsächlich aus Bleidioxid oder Blei, während die Batterieflüssigkeit aus verdünnter Schwefelsäure besteht.

Bei der Redoxreaktion der Autobatterie beginnt die Entladung, wenn die als Batteriesäure verwendete verdünnte Schwefelsäure in Wasserstoff- und Sulfationen ionisiert.

Wenn die Leiter der Autobatterie mit den Sulfat-Ionen an der negativen Elektrode und den Wasserstoff-Ionen an der positiven Elektrode verbunden werden, wandern die Sulfat-Ionen der negativen Elektrode über die Leiter zur positiven Elektrode und gehen dort eine chemische Reaktion mit den Wasserstoff-Ionen ein. Dabei werden Elektronen freigesetzt und es entsteht Strom. Diese Redoxreaktion findet bei sinkenden Temperaturen weniger wahrscheinlich statt, so dass in kalten Umgebungen besondere Vorsicht geboten ist.

Da es sich bei der Autobatterie um eine wiederaufladbare Batterie handelt, kann sie auch durch die umgekehrte chemische Reaktion wieder aufgeladen werden, die oben beschrieben wurde. Durch wiederholtes Entladen und Wiederaufladen kann die Batterie die verschiedenen elektrischen Komponenten des Fahrzeugs über einen langen Zeitraum mit Strom versorgen.

Bei voller Ladung entstehen in der Autobatterie Sauerstoff und Wasserstoff, wodurch sich die Batterieflüssigkeit erschöpft. Je länger eine Autobatterie genutzt wird und je mehr sie sich dem Ende ihrer Lebensdauer nähert, desto wahrscheinlicher ist es, dass sie voll aufgeladen wird und die Batterieflüssigkeit verdampft, weshalb sie regelmäßig überprüft und nachgefüllt werden sollte.

Die Lebensdauer einer Autobatterie ist zwar von Produkt zu Produkt unterschiedlich, beträgt aber in der Regel zwei bis drei Jahre, so dass Vorsicht geboten ist, um Unfälle und Probleme zu vermeiden.

Arten von Autobatterien

Es gibt die folgenden Arten von Autobatterien:

1. Offenzellige Batterien
2. Wartungsfreie Batterien
3. Fahrzeugbatterien mit Leerlaufabschaltung
4. Trockenbatterien
5. Lithium-Ionen-Batterien

1. offenzellige Batterie

Blei-Säure-Batterien sind der gängigste Typ von Autobatterien und preisgünstig, müssen aber bei jeder Benutzung mit Batterieflüssigkeit aufgefüllt werden, da die interne Batterieflüssigkeit durch die Spezifikation verbraucht werden kann.

2. Wartungsfreie Batterien

Wie der Name schon sagt, benötigen wartungsfreie Batterien keine Wartung. Im Vergleich zu Batterien mit offenem Deckel sind diese Batterien luftdicht, was bedeutet, dass die Batterieflüssigkeit praktisch unvermindert bleibt und nicht nachgefüllt werden muss. Diese Batterien werden in importierten und leistungsstarken Fahrzeugen verwendet und haben sich in den letzten Jahren als Autobatterien durchgesetzt. 

3. Batterien für Fahrzeuge mit Leerlaufabschaltung

Da immer mehr Fahrzeuge mit einer Leerlauf-Stopp-Funktion ausgestattet sind, hat die Nutzungshäufigkeit des Zellmotors, der von allen elektrischen Komponenten des Fahrzeugs am meisten Strom verbraucht, drastisch zugenommen. Diese Batterien zeichnen sich durch eine hohe Kapazität und eine verbesserte Ladeleistung aus, wodurch die Aufladezeit verkürzt wird, doch ihr hoher Preis ist ein Nachteil.

4. Trockenbatterien

Trockenbatterien zeichnen sich vor allem dadurch aus, dass sie extrem leicht sind. Der Aufbau einer Trockenbatterie ist so, dass die Elektroden in die Batterieflüssigkeit eingetaucht sind, während bei einer normalen Batterie die Elektroden mit Batterieflüssigkeit gefüllt sind, so dass die Batterieflüssigkeit in die Elektroden eindringt, was zu einem sehr geringen Volumen und keiner Flüssigkeit führt, was sie sehr leicht macht. Sie werden hauptsächlich in Rennwagen usw. verwendet. Der Nachteil ist, dass sie sehr teuer sind.

5. Lithium-Ionen-Batterien

Dies sind Autobatterien mit der gleichen Struktur wie die Lithium-Ionen-Batterien, die in Smartphones usw. verwendet werden. Im Vergleich zu Blei-Säure-Batterien, wie z. B. Batterien mit offenem Verschluß, sind sie leichter und enthalten keine Batterieflüssigkeit, so daß keine Entzündungsgefahr besteht und sie sehr sicher sind. Der Preis ist hoch, aber die Kosteneffizienz ist hoch.

Was ist ein Motorkern?

Der Motorkern bezieht sich, wie der Name schon sagt, auf den Kern des Motors.

Der Kern ist der Eisenkern, der den Weg für den magnetischen Fluss des Motors darstellt. Der Kern lässt Magnetfelder leichter durch als Luft und ist ein wichtiges Element für die Ausbreitung des Magnetflusses zwischen Primär- und Sekundärseite.

Das am häufigsten verwendete Material für Kerne ist elektromagnetisches Stahlblech, aber es gibt auch verschiedene andere Materialien wie Siliziumstahlblech, Permalloy, Ferrit und amorphes Material. Es gibt auch verschiedene Arten von Kernen nach ihrer Form, wie z. B. Blech-, Schnitt-, R- und Ringkerne.

Anwendungen von Motorkernen

Motorkerne werden für den Eisenkern von Motoren verwendet. Sie werden im Eisenkern des Rotors (Läufer) und des Stators (Ständer) verwendet, aus denen der Motor besteht.

Für den Rotor und den Stator ist im Allgemeinen eine hohe Montagegenauigkeit erforderlich, um die Leistung des Motors zu erreichen. Daher ist eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit für den Motorkern erforderlich.

Motoren werden in einer Vielzahl von elektronischen Geräten verwendet, die elektrisch und physikalisch angetrieben werden. Da Motoren aller Größen in elektronischen und industriellen Geräten verwendet werden, werden auch Motorkerne, die in den Eisenkernen von Motoren verwendet werden, in einer großen Anzahl von elektronischen Geräten eingesetzt.

Funktionsweise von Motorkernen

Das Prinzip eines Motors besteht darin, dass er durch einen Magneten oder eine magnetische Kraft in Drehung versetzt werden kann, wie dies bei einem Drehmotor der Fall ist. Wenn ein Magnet um einen Permanentmagneten mit einer rotierenden Welle gedreht wird, bewirkt die Anziehungs- und Abstoßungskraft zwischen den N- und S-Polen, dass sich der Magnet mit der rotierenden Welle dreht. Ersetzt man dies durch eine elektrisch angetriebene Situation, so wird ein Magnetfeld um den Kupferdraht erzeugt, indem ein elektrischer Strom durch ihn fließt. Dieses wird zu einem rotierenden Magnetfeld, das der Umgebung entspricht, in der ein Magnet rotiert.

Durch Aufwickeln des Kupferdrahtes werden die magnetischen Kräfte zu einem magnetischen Fluss kombiniert. Durch das Einsetzen des Kerns in den gewickelten Kupferdraht können die magnetischen Feldlinien außerdem leicht durch den Kern verlaufen und eine stärkere Magnetkraft erzeugen. Motorkerne werden auf diese Weise in Motoren eingesetzt.

Die gängigste Art der Verarbeitung von Motorkernen sind laminierte Kerne, die durch das Laminieren von Platten hergestellt werden. Zu den Verarbeitungsmethoden für laminierte Kerne gehören das Verstemmungsverfahren, bei dem mehrere Platten als laminierte Teile zusammengepresst werden, das Laserschweißverfahren, bei dem laminierte Teile zusammengeschweißt werden, und das Klebeverfahren, bei dem laminierte Teile mit Klebstoff zusammengeklebt werden.

Was ist ein Kfz-Audiosystem?

Ein Kfz-Audiosystem ist ein Audiogerät, das in ein Fahrzeug eingebaut wird.

Es gibt zwei Arten von Kfz-Audiosystemen: Modelle mit reinen Audiofunktionen und Modelle, die auch für die Autonavigation verwendet werden können. Neuerdings ist es auch möglich, Tonquellen über SD-Karte, Bluetooth oder Wi-Fi zu streamen. Ein Kfz-Audiosystem besteht aus den folgenden drei Komponenten und den Kabeln, die sie verbinden:

• Hauptgerät
• Prozessor
• Leistungsverstärker
• Lautsprecher

Anwedungen von Kfz-Audiosystemen

Mit Kfz-Audiosystemen können Sie das Radio und die Musik in Ihrem Auto genießen. Lange Autofahrten können langweilig sein, aber schon die Musik aus dem Kfz-Audiosystem kann eine erfrischende Abwechslung sein und verhindern, dass man am Steuer einschläft.

In größeren Fahrzeugen mit drei Sitzreihen kann sich das Kfz-Audiosystem auf dem Rücksitz befinden.

Funktionsweise der Kfz-Audiosysteme

Ein Kfz-Audiosystem funktioniert nach folgendem Prinzip:

• Das Hauptgerät liest und spielt Daten von CDs, DVDs, SD-Karten usw. ab.
• Der vom Hauptgerät wiedergegebene Ton wird durch einen Leistungsverstärker verstärkt.
• Der vom Leistungsverstärker verstärkte Ton wird über die Lautsprecher wiedergegeben.

Die drei oben genannten Prinzipien sind die gleichen wie bei Heim-Audiosystemen, aber Kfz-Audiosysteme erfordern eine Anpassung mit Hilfe eines Bauteils, das Prozessor genannt wird. Denn anders als zu Hause gibt es hier viele Hindernisse, und der Klang wird leicht durch Vibrationen verwischt. Der Prozessor reduziert das Rauschen in einer Umgebung mit vielen Hindernissen, so dass Sie Ihre Musik überall im Auto genießen können.

Weitere Informationen über Kfz-Audiosysteme

Im Folgenden finden Sie weitere Informationen zu Kfz-Audiosystemen und drei Möglichkeiten zur Verbesserung der Klangqualität:

1. Tauschen Sie die Lautsprecher aus

Die werkseitig eingebauten Lautsprecher bestehen aus leichten und kostengünstigen Materialien. Sie haben einen geringen Tonwiedergabebereich und sind besonders schlecht bei hohen Frequenzen, was zu einem dumpfen Klang führt. Die maximale Ausgangsleistung ist ebenfalls gering und der Klang neigt bei hohen Lautstärken und starken Bässen zum Knacken.

Durch einen Wechsel der Lautsprecher lassen sich jedoch der Tonbereich und die Leistung verändern. Es gibt zwei Arten von Lautsprechern, und es ist wichtig, dass Sie den richtigen für Ihre Anwendung wählen:

• Koaxial-Lautsprecher
  Ein einziger Lautsprecher deckt den gesamten Bereich von tiefen bis hohen Frequenzen ab. Sie sind einfach zu installieren und preisgünstig.
• Separater Lautsprecher
  Separate Tieftöner (tiefe Frequenzen), Mitteltöner und Hochtöner (hohe Frequenzen). Bessere Klangqualität als Koaxiallautsprecher, aber schwieriger und teurer in der Installation.

2. Entdröhnung

Unter Entdröhnung versteht man das Aufbringen von schwingungsdämpfenden oder schallabsorbierenden Materialien auf die Stahlteile des Fahrzeugs. Durch die Dämpfung der Stahlteile der Türen können die Vibrationen um die Lautsprecher herum reduziert werden. Weitere Vorteile sind die Verringerung von Straßengeräuschen, die durch die Reibung zwischen den Reifen und der Straßenoberfläche entstehen, und die Blockierung von Geräuschen von außerhalb des Fahrzeugs.

3. Austausch des Hauptgeräts

Der Austausch des Hauptgeräts ist eine weitere effektive Möglichkeit, die Klangqualität zu verbessern. Die Verstärkerleistung ist nämlich höher als die des werkseitigen Hauptgeräts und kann über die Equalizer-Einstellung, die die Leistung für jeden Klangbereich ändert, fein eingestellt werden. Darüber hinaus ist es durch den Austausch des Hauptgeräts möglich, hochauflösende Klangquellen zu unterstützen, die Navigationsfunktionen im Auto zu nutzen und YouTube-Videos abzuspielen.

Was ist eine Lenkung?

Unter Lenkung versteht man das Lenksystem eines Fahrzeugs. Sie wird auch als Lenkrad oder Steuerrad bezeichnet. Durch die Betätigung des Lenkrads können Sie die Richtung der Autoreifen steuern und die Fahrtrichtung ändern.

Ein Lenkrad wird manchmal einfach als Lenker abgekürzt, aber streng genommen bezieht sich ein Lenkrad nur auf den Griff des Lenksystems, während sich die Lenkung auf das gesamte Lenksystem, einschließlich des Mechanismus, bezieht.

Anwedungen der Lenkung

Die Lenkungen dienen dazu, die Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu ändern, und werden vom Fahrer beim Lenken eines Fahrzeugs verwendet.

Sie wird verwendet, um die Richtung der Räder eines Fahrzeugs zu ändern, aber die tatsächliche Änderung der Richtung der Räder eines Fahrzeugs erfordert eine große Kraft. Als das Gewicht der Räder eines Fahrzeugs noch gering war, nutzte das System nur die Armkraft des Fahrers, um die Räder zu lenken, aber moderne Autos benötigen viel Kraft zum Lenken. Aus diesem Grund sind sie häufig mit Servolenkungen ausgestattet, die mit Hilfe von Hydraulik- oder Motorkraft die Bedienung des Lenkrads erleichtern.

Funktionsweise der Lenkung

Bei Lenkungen von Kraftfahrzeugen erfordert das Drehen des Lenkrads zur Änderung der Fahrtrichtung einen hohen Kraftaufwand. Die meisten aktuellen Fahrzeuge sind mit einer Servolenkung ausgestattet, die den Fahrer beim Einschlagen des Lenkrads unterstützt. Die Servolenkung unterstützt das Lenkrad z. B. bei niedrigen Geschwindigkeiten, wenn der Reibungswiderstand zwischen den Reifen und dem Boden dazu führt, dass mehr Kraft zum Drehen des Lenkrads erforderlich ist.

Bei der hydraulischen Servolenkung wird die Motordrehung über einen Riemen mit der Servopumpe verbunden, die einen hydraulischen Druck erzeugt und die Drehung des Lenkrads unterstützt.
Die elektrische Servolenkung unterstützt das Lenkrad durch den Antrieb eines Elektromotors. Elektrische Servolenkungen werden heute überwiegend in Fahrzeugen eingesetzt.

Hydraulische Servolenkungen werden schon seit langem verwendet, und die Technologie ist gut etabliert, so dass sie kostengünstig sind und eine große Leistung erbringen können. Mit zunehmendem Alter treten jedoch Öllecks auf und die Hydraulikpumpe arbeitet bei laufendem Motor, was die Kraftstoffeffizienz verringert. Die elektrische Servolenkung wird von einem Elektromotor angetrieben, wodurch sie sich leicht ein- und ausschalten lässt und im Vergleich zu Hydraulikpumpen Platz spart.

Was ist ein Brennstoffzellen-Stack?

Der Brennstoffzellen-Stack ist die Stromerzeugungseinheit eines Brennstoffzellenfahrzeugs.

Ein Brennstoffzellenfahrzeug wird auch als FCV (Fuel Cell Vehicle) bezeichnet. Die Energie wird hauptsächlich durch den Strom erzeugt, der bei der Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff anstelle von Wasser entsteht.

Dabei entstehen keine giftigen Abgase, was sie zu einer der Dekarbonisierungstechnologien macht, die in den letzten Jahren viel Aufmerksamkeit erregt haben.

Anwendungen für Brennstoffzellen-Stacks

Brennstoffzellen-Stacks werden zum Antrieb von Brennstoffzellenfahrzeugen verwendet. Wasserstoff und Luftsauerstoff reagieren elektrochemisch, um eine elektrische Leistung für den Antrieb des Fahrzeugs zu erzeugen.

Brennstoffzellen-Fahrzeuge mit Brennstoffzellen-Stacks sind aufgrund ihrer hohen Leistung und kompakten Größe zunehmend gefragt. Sie ziehen auch als Dekarbonisierungstechnologie zur Erreichung der Kohlenstoffneutralität die Aufmerksamkeit auf sich.

Es handelt sich um eine Schlüsseltechnologie für Brennstoffzellenfahrzeuge, die sich durch einen hohen Energieumwandlungswirkungsgrad, geringere Schadstoffemissionen für die Umwelt, niedrige Geräuschentwicklung und schnelles Lastverhalten auszeichnet.

Funktionsweise der Brennstoffzellen-Stacks

Brennstoffzellenfahrzeuge erzeugen Strom in der Regel mit Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen (BZ). Die erzeugte Energie wird an die Antriebseinheit weitergeleitet, wo sie vom Brennstoffzellen-Stack betrieben wird, der die Rolle eines Stromerzeugers übernimmt.

Als Brennstoffzellen werden derzeit in vielen Brennstoffzellenfahrzeugen Wasserstoff und Sauerstoff eingesetzt. Der Wasserstoff wird der Brennstoffelektrode und der Sauerstoff der Luftelektrode zugeführt. In dem Elektrolyt, der zwischen den beiden Schichten aus Brennstoff- und Luftpolen liegt, bewegen sich die an der Brennstoffelektrode erzeugten Wasserstoffionen zur Luftelektrode.

Das Prinzip besteht darin, dass sich die an der Brennstoffelektrode abgetrennten Elektronen dann durch den elektronischen Schaltkreis bewegen und einen elektrischen Strom erzeugen. Dieses Prinzip ist bei Brennstoffzellen-Stacks für Fahrzeuge üblich, und zu seinen Vorteilen gehören der Betrieb bei niedrigen Temperaturen und eine hohe Stromerzeugungseffizienz bei geringer Größe.

Durch die Aufnahme von Wasserstoff aus dem Fahrzeug und von Sauerstoff aus der Atmosphäre im Brennstoffzellen-Stack wird Elektrizität erzeugt, und die elektrische Energie wird zum Antrieb der Batterie und des Motors verwendet, wodurch das Fahrzeug angetrieben wird.

Aufbau des Brennstoffzellen-Stacks

Der Brennstoffzellen-Stack besteht aus einem Stapel flacher Zellen, die in Reihe geschaltet werden, um die für das Fahrzeug erforderliche Leistung zu erhalten. Das Innere der Zelle besteht aus drei Schichten – Brennstoffelektrode, Elektrolyt und Luftelektrode – und obwohl die Zelle allein Strom erzeugen kann, wird sie in Form einer Stapelstruktur mit mehreren übereinander gestapelten Zellen verwendet, um die für Brennstoffzellenfahrzeuge erforderliche Spannung zu erzeugen.

Da bei der Stromerzeugung Wärme erzeugt wird, wird der Stapel gekühlt, um den Temperaturanstieg zu dämpfen.

Merkmale von Brennstoffzellen-Stacks

Brennstoffzellen-Stacks unterscheiden sich in mehreren Punkten von herkömmlichen Fahrzeugen. Sie sind in der Lage, eine komfortable Fahrt zu bieten und mit weniger Strom zu fahren, weil sie über Eigenschaften verfügen, die nur Brennstoffzellen-Stacks aufweisen.

Außerdem können sie mit einer einzigen Tankfüllung lange Zeit sicher fahren, und es wurden viele Innovationen entwickelt, um diese Eigenschaften zu realisieren.

1. Batterie

Der vom Brennstoffzellen-Stack erzeugte Strom wird entweder direkt an den Motor weitergeleitet oder in der Batterie gespeichert, die bei Brennstoffzellenfahrzeugen entweder eine Nickel-Metallhydrid-Batterie oder eine Lithium-Ionen-Batterie ist, ähnlich wie bei Elektro- und Hybridfahrzeugen, also Fahrzeugen, die mit etwas anderem als Benzin betrieben werden.

Die beiden Batterien zeichnen sich dadurch aus, dass sie den Motor direkt versorgen können, was bedeutet, dass sie so aufgebaut sind, dass noch weniger Batteriekapazität als bei Elektrofahrzeugen erforderlich ist.

2. Kühlwasser

Brennstoffzellen-Stacks erfordern spezielles Kühlwasser. Sein Hauptbestandteil ist eine Ethylenglykollösung mit hervorragender Kühl- und Gefrierschutzwirkung und geringer Leitfähigkeit zur Vermeidung von Stromschlägen.

Diese Eigenschaft verringert das Risiko einer Entzündung oder eines Stromschlags im Falle eines Unfalls und wird daher von vielen Herstellern verwendet. Darüber hinaus wird das verwendete Kühlwasser je nach Marke und Modell des Fahrzeugs aufgeteilt, um einen optimalen Betrieb zu gewährleisten.

3. Umweltfreundlichkeit

Da während der Fahrt nur Wasser abgeleitet wird, trägt dies zur Reduzierung der CO2-Emissionen bei. Da keine Verbrennung zur Stromerzeugung stattfindet, entstehen auch keine Stickoxide.

Brennstoffzellen-Stacks benötigen kein Benzin, das in vielen Fahrzeugen verwendet wird, und tragen dazu bei, das Problem der Abgasemissionen zu lösen. Außerdem können sie aufgrund des hohen Wirkungsgrads der Stromerzeugung lange Zeit mit einer kurzen Ladezeit betrieben werden.

Was ist ein Wasserstofftank?

Ein Wasserstofftank ist ein Tank zur Speicherung von Wasserstoff.

In Fahrzeugen werden sie in Brennstoffzellenfahrzeugen verwendet, die mit Brennstoffzellen betrieben werden. In Brennstoffzellenfahrzeugen wird komprimierter Wasserstoff in einem im Fahrzeug installierten Wasserstofftank gespeichert, der den BZ-Stapel mit Wasserstoff versorgen kann.

Wasserstofftanks, die in Fahrzeugen eingesetzt werden, sind höheren Druckbelastungen ausgesetzt als Tanks für Erdgas und müssen daher höheren Drücken standhalten. Wasserstofftanks werden aus Materialien wie kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen hergestellt, die so modifiziert wurden, dass sie eine höhere Druckbeständigkeit aufweisen.

Anwendungen von Wasserstofftanks

Wasserstofftanks werden zur Speicherung von Wasserstoff verwendet. Sie werden in Brennstoffzellenfahrzeugen und zur Speicherung von Wasserstoff an Wasserstofftankstellen verwendet.

Wasserstoff ist sehr leicht und benötigt viel Platz, um ihn in seinem ursprünglichen Zustand zu speichern. Daher wird Wasserstoff im Allgemeinen durch Komprimierung unter hohem Druck, Verflüssigung bei niedrigen Temperaturen, Adsorption an Metall oder Umwandlung in einen anderen Stoff gespeichert.

Die am häufigsten angewandte Speichermethode ist die Speicherung von Wasserstoff unter hohem Druck in gasförmigem Zustand, wofür ein Wasserstofftank mit hohem Druck erforderlich ist.

Funktionsweise des Wasserstofftanks

Wasserstofftanks, die in Brennstoffzellenfahrzeugen verwendet werden, sind ein notwendiger Bestandteil des Brennstoffzellenfahrzeugs. Als Methode zur Speicherung von Wasserstoff in Brennstoffzellenfahrzeugen bieten Niederdruck-Wasserstofftanks die Speicherung in gasförmiger Form und können problemlos zur Versorgung des BZ-Stapels verwendet werden.

Allerdings muss das Tankvolumen groß sein. Die Belastung der Infrastruktur für die Wasserstoffversorgung ist geringer und gilt z. B. für Elektroautos, die für die Speicherung kleiner Wasserstoffmengen ausgelegt sind. Hochdruck-Wasserstofftanks werden auch in Brennstoffzellenfahrzeugen in Großserie eingesetzt,

Sie sind eine gängige Methode der Wasserstoffspeicherung. Aufgrund des begrenzten Speicherplatzes in Wasserstofftanks kann der Wasserstoff komprimiert und gespeichert werden, um die Reichweite des Fahrzeugs zu erhöhen. Wenn Wasserstoff auf extrem niedrige Temperaturen abgekühlt wird, kann er verflüssigt und in Wasserstofftanks gespeichert werden.

Durch die Verflüssigung wird das Volumen im Vergleich zu Gas erheblich reduziert, was stark zur Miniaturisierung beiträgt. Allerdings muss die Temperatur kontrolliert werden, da der Wasserstoff verdampft, wenn die Temperatur ansteigt.

Aufbau des Wasserstofftanks

Der Aufbau von Wasserstofftanks ist je nach System unterschiedlich.

1. Wasserstofftanks für hohen Druck

Es werden Aluminiumlegierungen, spezielle nichtrostende Stähle und Polymerverbundwerkstoffe verwendet. Stahl kann für Wasserstofftanks unter hohem Druck nicht verwendet werden. Der Grund dafür ist, dass der hohe Druck des Wasserstoffs Metalle wie Stahl spröde macht.

2. Wasserstofftanks für verflüssigten Wasserstoff

Mit Wasserstofftanks für verflüssigten Wasserstoff kann Wasserstoff auf -253 °C abgekühlt und in einem doppelschichtigen Behälter zwischen Vakuumabschnitten flüssig gelagert werden. Der Vakuumteil verhindert die Wärmeübertragung nach außen und verhindert, dass die Temperatur des Wasserstoffs ansteigt.

Es handelt sich jedoch nicht um ein perfektes Vakuum, und Vibrationen erzeugen ebenfalls Wärme, wodurch ein Teil des Wasserstoffs zu Gas wird. Es ist wichtig, Techniken zu erforschen, mit denen gasförmiger Wasserstoff sicher entfernt und die Verdampfung durch Annäherung an ein Vakuum verringert werden kann.

3. Wasserstoffspeicherlegierungen

Wasserstoffspeicherlegierungen wurden für die Speicherung in Nickel-Metallhydrid-Batterien praktisch eingesetzt. Darüber hinaus wurden in den letzten Jahren Methoden zur Umwandlung von Wasserstoff in andere speicherfähige Stoffe untersucht, wie z. B. die Reaktion von Toluol mit Wasserstoff zur Umwandlung in Methylcyclohexan.

Arten von Wasserstofftanks

Es gibt mehrere Arten von Wasserstofftanksystemen.

1. Niederdruck-Wasserstofftanks

Wasserstoff kann gasförmig gelagert werden, erfordert aber aufgrund des niedrigen Drucks einen großen Tank. Sie werden für die Speicherung kleiner Mengen Wasserstoff verwendet.

2. Wasserstofftanks mit hohem Druck

Da in Fahrzeugen nur begrenzt Platz für Tanks zur Verfügung steht, kann bei gleichem Tankvolumen mehr Wasserstoff bei höherem Druck gespeichert werden.

3. Wasserstofftanks für verflüssigten Wasserstoff

Der bei sehr niedrigen Temperaturen verflüssigte Wasserstoff wird in isolierten Tanks gelagert. Durch die Verflüssigung wird das Volumen des Wasserstoffs auf 1/800 des Volumens von Gas reduziert, wodurch er für die Verwendung in Fahrzeugen geeignet ist.

4. Wasserstoffspeicherlegierungen

Aufgrund der geringen atomaren Größe von Wasserstoff kann er gespeichert werden, wenn er zwischen den Molekülen spezieller Legierungen absorbiert wird. Wenn der Wasserstoff aus der Speicherlegierung entnommen wird, wird er der Hitze ausgesetzt. Um 1 kg Wasserstoff zu speichern, werden etwa 80 kg Speicherlegierungen benötigt, was das Gewicht für den Einsatz in Fahrzeugen zu einem Problem macht.

Wasserstoff kann auch auf der Oberfläche von Kohlenstoffnanoröhren und Molekülen mit einer sehr großen Oberfläche gespeichert werden.

5. Hybrid-Wasserstofftanks

Verwendet eine Struktur, die eine Wasserstoffspeicherlegierung und einen Wasserstofftank unter hohem Druck kombiniert.

Was ist ein wasserbasierter Vernetzer?

Wasserbasierte Vernetzer beziehen sich auf wasserlösliche Vernetzer. Vernetzer sind chemische Substanzen, die vor allem Farben und Beschichtungen zugesetzt werden, um Polymere miteinander zu verbinden und dadurch ihre physikalischen oder chemischen Eigenschaften zu verändern.

Im Allgemeinen werden Beschichtungen durch physikalische Trocknung und chemische Härtung durch Verflüchtigung von Lösungsmitteln hergestellt. Durch den Zusatz eines Vernetzungsmittels kann ein dreidimensionales Netzwerk im Lackfilm entstehen.

Dadurch ist es möglich, relativ niedermolekulare Harze zu verwenden und Beschichtungen mit niedriger Viskosität und hohem Feststoffgehalt zu erhalten, was die Verarbeitbarkeit verbessert.

Weitere Vorteile sind kürzere Trocknungs- und Aushärtungszeiten, höhere Chemikalienbeständigkeit und verbesserte Haltbarkeit.

Anwendungen von wasserbasierten Vernetzern

In jüngster Zeit werden als Reaktion auf verschiedene Umweltprobleme wie globale Erwärmung, Luft- und Wasserverschmutzung Umweltschutzvorschriften gefördert und angegangen.

Zur Bewältigung von Umweltproblemen auf globaler Ebene ist die Verringerung der flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) in Verdünnungsmitteln eine große Herausforderung für Branchen wie Farben, Beschichtungen, Klebstoffe und Druckfarben, in denen organische Lösungsmittel als Verdünnungsmittel verwendet werden und die Verflüchtigung zum Ausdruck der Produktfunktionen dient. Dies ist zu einer Herausforderung geworden.

Es gibt viele wasserbasierte Vernetzer, ein Beispiel sind reaktive wässrige Urethanharze. Reaktive wässrige Urethanharze sind selbstemulgierend oder zwangsemulgiert, indem sie einem Urethanharz mit Isocyanatgruppen, die durch ein Blockierungsmittel geschützt sind, hydrophile Eigenschaften verleihen. Durch Dissoziierung dieses Blockierungsmittels wird es als Vernetzungsmittel eingesetzt.

Funktionsweise der wasserbasierten Vernetzer

Es wurden viele Arten von Vernetzungsmitteln entwickelt, aber im Allgemeinen müssen sie multifunktional und löslich sein und verschiedene Eigenschaften des Beschichtungsfilms wie Härte, Flexibilität, Hitze- und Witterungsbeständigkeit des Beschichtungsfilms verbessern. Darüber hinaus müssen sie frei von Färbung, Geruch, Flüchtigkeit und Toxizität und preisgünstig sein.

In der Praxis ist es auch sehr wichtig, ob das Vernetzungsmittel als Einkomponenten- oder Zweikomponententyp verwendet wird.
Als Raumtemperatur-Vernetzungstechnologie werden z. B. Zweikomponenten-Urethanharze auf Wasserbasis in Beschichtungen und Klebstoffanwendungen eingesetzt. Bei der Verwendung als Raumtemperatur-Vernetzer sind jedoch die geringen Vernetzungseigenschaften bei niedrigen Temperaturen, die niedrigen Vernetzungsraten und die geringen Reaktionsgeschwindigkeiten problematisch.

Unter diesen werden Aziridin-Vernetzer mit hervorragenden Vernetzungseigenschaften bei Raumtemperatur aufgeführt, aber Aziridin ist mutagen, so dass hier Vorsicht geboten ist.

Andererseits werden Einkomponenten-Urethanharze auf Wasserbasis in denselben Anwendungen eingesetzt wie Zweikomponentenharze, aber die Methode der Vernetzung bei Raumtemperatur beinhaltet eine Reaktion zwischen Diacetonacrylamid (DAAM) und Adipinsäuredihydrazid (ADH), einem Vernetzungsmittel mit einer Hydrazidgruppe. Diese Reaktion führt zusammen mit der Dehydratisierung zu einer Bindung der ketonischen Carbonylgruppen von DAAM an die Enden beider Seiten von ADH, was zu einer Selbstvernetzung bei Umgebungstemperatur führt.

Zu den Vernetzungsmitteln gehören Melaminharze, die häufig in Einkomponenten-Backlacken verwendet werden, und Polyisocyanate, die zum Einbrennen bei niedrigen Temperaturen eingesetzt werden.

Was ist Display-Messgeräte?

Die Entwicklung von Industrie und Technik hat zur Verbreitung vieler elektronischer Geräte in unserem täglichen Leben geführt. So gibt es beispielsweise LCD-Fernseher, Mobiltelefone, PCs, Fernbedienungen, Kühlschränke und Mikrowellenherde in einer Vielzahl von Geräteformen. Und diese Geräte sind mit Bildschirmen ausgestattet, die es uns ermöglichen, Texte, Grafiken und Animationen mit dem menschlichen Auge lebhaft wahrzunehmen.

Diese Displays können Unbehagen verursachen und die Arbeitseffizienz verringern, wenn sie beim Blick des menschlichen Auges verzerrt werden, flackern oder die Anzeige färben. Darüber hinaus können diese Probleme für Personen, die in grafikbezogenen Bereichen arbeiten, tödlich sein.

Display-Messgeräte werden daher eingesetzt, um Probleme mit Bildschirmen wie Verzerrungen und Flimmern zu messen.

Einsatzmöglichkeiten von Display-Messgeräten

Im Bereich der Grafik und Farbe wird häufig der syntaktische Begriff WYSI-WYG verwendet, der für “What you see is what you get” steht. Damit soll festgestellt werden, ob die Farben auf dem Bildschirm visuell mit dem gewünschten Farbton in den Grafikdaten oder im Druck übereinstimmen.

Mit anderen Worten, dieser zusammengesetzte Begriff bezieht sich auf die Überprüfung, ob die Farbe auf dem Bildschirm visuell mit der gewünschten Farbe in den grafischen Daten übereinstimmt, aber beim Druck aufgrund verschiedener Darstellungsprobleme nicht stimmt oder nicht.

Dieses Problem kann durch ein Problem bei der Einstellung der Druckbedingungen usw. verursacht werden, und es ist nicht möglich, festzustellen, dass das Problem ausschließlich durch die Anzeige verursacht wird. Wenn jedoch die Genauigkeit des Bildschirms nicht mit Display-Messgeräten gemessen wird, steigt das Risiko, dass Probleme auftreten.

Aus diesem Grund werden Display-Messgeräte in allen Branchen und Bereichen eingesetzt, einschließlich LCD, Plasma, OLED und LED.

Grundlagen der Display-Messgeräte

Bisher wurden in den JIS-Normen keine Standardmessmethoden oder andere Verfahren für Displaygeräte vereinbart. Im Dezember 2019 wurden jedoch ein Erlass und eine Änderung zur Blendung von Bildschirmen verabschiedet und Indikatoren vereinbart, um die ursprünglich von verschiedenen Herstellern entwickelte Technologie gerecht zu bewerten.

Die Norm, die eingeführt und geändert wurde, ist die japanische Industrienorm (JIS-Norm), die relevante Norm ist JIS C1006: 2019 How to determine the degree of display glare. Diese Norm beschreibt den Blendungsgrad von Displays und legt fest, wie Blendungswerte und Kontrast zu bestimmen sind.

Zu den Bildschirmen, für die die Norm gilt, gehören Flachbildschirme mit Direktsicht, Anzeigegeräte wie Fernseher und Monitore, Smartphones und Tablet-PCs.

Es gibt auch Geräte zur Messung der Blendung von Bildschirmen, die durch die Streuung oder Brechung des von einer Lichtquelle ausgestrahlten Lichts durch einen Polarisationsfilter oder eine ähnliche Vorrichtung verursacht wird, was zu einem flackernden Erscheinungsbild führt.

Was ist eine Solarkamera?

Im Allgemeinen handelt es sich dabei um Kameras, die durch Solarzellen betrieben werden.

Viele Produkte benötigen weder eine Stromversorgung noch einen Kommunikationspfad und können in Situationen eingesetzt werden, in denen herkömmliche Kameras, die eine Verkabelung benötigen, nur schwer eingesetzt werden können, z. B. in Situationen, in denen die Stromversorgung und die Netzwerkumgebung schlecht sind.

Anwendungen von Solarkameras

1. Einsatz an Orten, an denen es schwierig ist, Strom- und Kommunikationswege zu sichern, wie z. B. auf großen Feldern, Bauernhöfen und in den Bergen.                                                                                                                                                            Sie können auch an Orten eingesetzt werden, an denen es schwierig ist, eine Stromversorgung oder einen LAN-Kabelweg zu sichern, wie z. B. bei der Überwachung von Vogel- und Tierschäden auf großen Feldern oder in landwirtschaftlichen Betrieben oder bei der Überwachung illegaler Müllablagerungen in den Bergen. Einige Geräte können sowohl live sehen als auch aufzeichnen, so dass sie wie normale Kameras auch an Orten eingesetzt werden können, an denen es schwierig ist, Menschen zu stationieren oder zu besuchen.                                                                                           
2. Vorübergehende Videoaufnahmen auf Baustellen usw.                                                                                                                      Selbst wenn Sie nur während einer bestimmten Bauzeit auf einer Baustelle Bilder aufzeichnen wollen, brauchen Sie nur eine Kamera zu installieren, um die Bilder aufzuzeichnen, da weder eine Stromversorgung noch eine Kommunikationsleitung erforderlich ist.                                                                                                                                                                                                          Dies eignet sich zum Beispiel zur Kontrolle des Baufortschritts und zur Verhinderung von Diebstahl von Baumaterialien.

Vorübergehende Videoaufzeichnung auf Baustellen usw

Selbst wenn Sie nur während einer bestimmten Bauzeit auf einer Baustelle aufzeichnen möchten, brauchen Sie nur eine Kamera zu installieren, um das Video aufzuzeichnen, da keine Stromversorgung oder Kommunikationsleitungen installiert werden müssen.
Dies eignet sich zum Beispiel zur Kontrolle des Baufortschritts und zur Verhinderung von Diebstahl von Baumaterialien.
Prinzip der Solarkameras
Solarkameras mit integrierten Solarmodulen werden durch Sonnenenergie betrieben, so dass keine Stromversorgungsleitung verlegt werden muss. In vielen Fällen wird der erzeugte Strom in der Bordbatterie gespeichert, und die Kamera kann bei ungünstigen Wetterverhältnissen über die Batterie betrieben werden.

Um vollständig drahtlos zu sein, ist die für die LTE-Kommunikation erforderliche Ausrüstung, einschließlich des LTE-Routers, integriert, und viele Geräte nutzen dies für die Live-Ansicht.

*Bei einigen Geräten ist ein LTE-Router bereits installiert, während andere einen kabelgebundenen LAN-Anschluss an der Kamera haben, der eine Netzwerkverbindung über eine Antenne ermöglicht.

Das sollten Sie bei der Verwendung von Solarkameras beachten

1. Kommunikationskosten bei der Anzeige von Live-Ansichten über LTE-Kommunikation.
   Wenn Sie Live-Ansichten mit vollständig drahtlosen Solarkameras betrachten, verwenden Sie häufig LTE-Kommunikation. Dies sollte beim Betrieb der Kamera berücksichtigt werden, da die ständige Betrachtung von Videos in Echtzeit höhere Kommunikationskosten verursacht als die Betrachtung mit einer normalen Kamera.
2. Dauer des Batteriebetriebs
   Bei schlechtem Wetter wird die Kamera mit Batterien betrieben, die an sonnigen Tagen gelagert werden. Die Dauer des reinen Batteriebetriebs variiert je nach Gerät, aber einige Geräte sind so konzipiert, dass sie die Betriebszeit durch Verringerung des Stromverbrauchs verlängern.