Hybrid-Elektrofahrzeuge müssen nicht teuer sein
Immer mehr Menschen freunden sich mit dem Konzept des Hybrid-Elektrofahrzeugs an, das für kurze Fahrten in die Stadt aufgeladen werden kann, aber nach Aktivierung des Diesel- oder Benzinantriebs auch längere Strecken bewältigt. Allerdings sind Fahrzeuge mit einer solchen dualen Antriebslösung teurer als herkömmliche Diesel- oder Benzinautos. Die Europäische Kommission fordert hier eine Kostensenkung. Letztendlich soll der Preis für Hybrid-Fahrzeuge näher am Preis für das beste Dieselfahrzeug der jeweiligen Klasse liegen, um innerhalb eines Jahrzehnts die Emissionsziele zu erreichen. Im Mittelpunkt des Projekts ADVICE standen Hybrid-Fahrzeuge der Oberklasse, darunter SUV und Luxusmodelle. Das Projektteam beabsichtigte, eine Gewichtsreduzierung, eine Kostensenkung, eine Emissionsminderung sowie eine Leistungssteigerung bei Fahrzeugen dieser Art zu erreichen. „Fahrzeuge der Oberklasse sind normalerweise schwerer. Sie haben große Probleme, die Emissionsziele der EU zu erreichen“, erklärt Projektkoordinator Bernhard Brandstätter, Leiter der Abteilung „Energy Efficiency & Human Centered Systems“ bei VIRTUAL VEHICLE Research, einem Unternehmen in Graz, Österreich. Eine naheliegende Möglichkeit, das Fahrzeuggewicht und damit den Kraftstoffverbrauch zu verringern besteht darin, den Verbrennungsmotor zu verkleinern. Eine weitere Option ist, fortschrittliche Steuerungselemente zu entwickeln, die die Last optimal zwischen der verbrennungsgetriebenen Einheit und dem elektrischen Teil des Antriebssystems verteilen. Dabei minimiert sich der Kraftstoffverbrauch. Ein zusätzliches Ziel war es, die Leistung derart zu verbessern, dass es schließlich Spaß macht, ein Hybrid-Fahrzeug zu steuern. „Das ist für die Kundschaft in der Oberklasse wichtig“, so Brandstätter. Er führt weiter aus: „,Spaß beim Fahren‘ oder ,Fahrbarkeit‘ kann in technischen Begriffen als ,Beschleunigung‘ und ,Geschwindigkeit‘ ausgedrückt werden. Wir wollen, dass die Fahrerinnen und Fahrer sobald sie einmal am Steuer eines Elektrofahrzeuges gesessen haben, keine Lust mehr auf herkömmliche Verbrennungsmotoren haben.“
Demonstrationsfahrzeuge
Das Projektteam baute drei Demonstrationsfahrzeuge, die unterschiedliche Hybrid-Kombinationen und verschiedene Kraftstoffe von Diesel bis Benzin nutzen. Dabei handelte es sich um ein sogenanntes „mildes Hybrid-Fahrzeug“ mit einer kleineren elektrischen 48 V-Hinterachse, welche den Verbrennungsmotor unterstützt, ihn aber nicht ersetzt, ein Hybrid-Fahrzeug mit einer Hochleistungsbatterie sowie einen Plug-in-Hybrid. Ziel sei es, Hybrid-Fahrzeuge und milde Hybride zu einem Preis anbieten zu können, der maximal 5 % höher ist als der Preis für das beste auf dem Markt erhältliche Dieselfahrzeug der jeweiligen Klasse, so Brandstätter. Plug-in-Hybride, die über eine externe Quelle geladen werden können und tendenziell etwas komplexer ausfallen, sollten nicht mehr als 15 % teurer als der beste vergleichbare Diesel sein, fügt er an. „Wir sind mit den Demonstrationsfahrzeugen auf die Teststrecke gegangen und nutzten einen vielseitigen und bewährten Testansatz, bei dem Komponenten und Systeme unter Zuhilfenahme von Simulationswerkzeugen in der Versuchsumgebung erprobt werden. Hiermit konnten wir nachweisen, dass die Fahrzeuge die Anforderungen erfüllen, denn die Kostensenkungen, die Einhaltung von Grenzwerten für Schadstoffemissionen sowie die Reduktion beim Kraftstoffverbrauch waren realisiert worden“, erläutert Brandstätter.
Simulationsmodelle
Die Ergebnisse können in einem breiteren Rahmen bei der Fahrzeugkonzeption Einsatz finden. „Wir haben verifizierte Testumgebungen für alle diese Demonstrationsfahrzeuge geschaffen. Diese boten uns die Gelegenheit, unsere Erkenntnisse auch bei weiteren Fahrzeugen anzuwenden, indem wir die Parameter veränderten und verschiedene Komponenten aus dem Prüfstand integrierten“, so Brandstätter weiter. „Die Simulationen lieferten ein klares Bild davon, welche Leistungen diese Fahrzeuge erbringen könnten, wenn sie realisiert würden, und die Fahrzeuge zeigten schließlich die erwartete Leistung.“ Brandstätter merkt an, dass es nur dank der EU-Mittel in Höhe von über 10 Millionen EUR möglich gewesen sei, das Konsortium mit 20 Partnern zusammenzubringen. Unter den Konsortiumsmitgliedern fanden sich auch drei Universitäten, die einen Beitrag in Form von weiterer Grundlagenforschung geleistet haben. „Um große Herausforderungen wie Kosten, Schadstoffemissionen und Kraftstoffverbrauch anzugehen, ist ein Ansatz nötig, der alle erdenklichen Ausrichtungen abdeckt. Eine kleine Anzahl an Partnern reicht hier nicht aus.“
Schlüsselbegriffe
ADVICE, Verkehr, Hybrid-Elektrofahrzeuge, milder Hybrid, Plug-in-Hybrid, Kraftstoffverbrauch, Diesel, Benzin, SUV, Simulation
