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Elektromobilität: Intelligentes Energie-Management für mehr Reichweite

OPTEMUS General Assembly Meeting in Graz, 12. – 13. September 2016

Wie die Reichweite von Elektrofahrzeugen deutlich erhöht werden kann und was optimiertes Energie-Management damit zu tun hat – damit beschäftigen sich 15 europäische Firmen und Forschungseinrichtungen aus ganz Europa im EU-Projekt OPTEMUS. Das Projekt wird von VIRTUAL VEHICLE Research Center geleitet.

Elektromobilität wird ein zentraler Bestandteil eines smarten und ressourcenschonenden urbanen Lebensstils sein – darin sind sich Zukunftsforscher einig. Blickt man jedoch auf die tatsächlichen Marktanteile von Elektrofahrzeugen, ist die Bilanz derzeit noch ernüchternd: Im Schnitt lag der weltweite Marktanteil der Pkw-Neuzulassungen im Jahr 2015 bei nur 0,7 Prozent, in Österreich allein bei 0,9 Prozent.

Woran das liegt? Auch hier sind die Experten einer Meinung. Zahlreiche Studien belegen, dass die größte Akzeptanzhürde von Elektrofahrzeugen die unzureichende Reichweite ist.

Seit Juni 2015 leitet VIRTUAL VEHICLE das EU-Projekt OPTEMUS. Gemeinsam mit 15 Partner aus ganz Europa soll die Reichweite von Elektro- und Plug-In-Hybridfahrzeugen angekurbelt werden.

Optimiertes Energie-Management als Antwort

Die Forscher im OPTEMUS-Projekt sehen optimiertes Energie-Management als klare Chance die begrenzte Batterie-Speicherkapazität zu überwinden und Reichweiten zu verbessern. Das Ziel des Projekts ist es, den Energieverbrauch für das Komfortgefühlt (Innenraumklimatisierung) und die Komponentenkühlung deutlich zu reduzieren. Gleichzeitig soll mithilfe sogenannter Harvesting-Technologien (zB Photovoltaik-Modulen oder rekuperierende Stoßdämpfer) zusätzliche Energie im Fahrzeug erzeugt werden.

Die Experten entwickeln eine Reihe innovativer Schlüsseltechnologien: Geforscht wird beispielsweise an einem Batteriegehäuse mit Phasenwechselmaterialien, das es der Traktionsbatterie ermöglicht, neben elektrischer auch thermische Energie zu speichern. Auch „Smarte Sitze“ mit integrierter thermoelektrischer Wärmepumpe, die den Sitz sowohl Heizen als auch Kühlen kann, oder „Smart-Cover-Panels“ zur Erzeugung lokaler Strahlungswärme im Fahrgastraum stehen am Forschungsprogramm. Zusätzlich sollen intelligente Eco-Driving- (optimierte Fahrgeschwindigkeit) und Eco-Routing-Strategien (optimierte Routenführung), eine vorausschauende Innenraumkonditionierung und ein ganzheitlicher Ansatz zur Leitung aller Energieströme im Elektrofahrzeug entwickelt werden.

Weniger Energiebedarf für Komponentenkühlung und Klimatisierung

Die zu erwartenden Ergebnisse wurden im Projekt klar definiert: Nach knapp vier Jahren Projektlaufzeit soll eine Reduktion des Energiebedarfs um mindestens 30 % für die Komponentenkühlung und um 50 % für die Innenraumklimatisierung nachgewiesen werden.

Die Zielgrößen sollen anhand einer Kombination aus virtueller und realer Effizienzbewertung ermittelt werden. Zum einen werden Prototypen der einzelnen Innovationen in ein marktreifes A-Segment-Elektrofahrzeug (Fiat 500e) integriert und vermessen. Zum anderen werden am Prüfstand validierte Modelle der entwickelten Technologien mithilfe einer Gesamtfahrzeugsimulation bewertet.

Reichweitenerhöhung um bis zu 70 % erwartet

Das Projektteam prognostiziert eine deutliche Erhöhung der Reichweite von Elektrofahrzeugen – vor allem bei extremen Umgebungsbedingungen (Hitze bzw. Kälte). Bei heißen klimatischen Bedingungen soll die Erhöhung der Reichweite ca. 40 % betragen. Bei kalten Temperaturen wird aufgrund der Verwendung der Traktionsbatterie als Wärmespeicher sogar von einer Reichweitenerhöhung um bis zu 70 % ausgegangen.

 

Im September 2016 traf sich das Projektkonsortium in Graz, um die weiteren Schritte im Projekt zu klären. In nächster Zeit sind die Fertigstellung der Simulationen zur Auslegung des Kühlsystems sowie der Abschluss der Designstudien für die Integration verschiedener Technologien in das Fahrzeug geplant.