Kurzinformation des wissenschaftlichen Dienstes des Deutschen Bundestages. 2 Seiten. Auszug der ersten drei Seiten: Wissenschaftliche Dienste Kurzinformation Zur Berücksichtigung von emissionsarmen Fahrzeugen bei der Berechnung des Flottenverbrauchs Für Personenkraftwagen (Pkw) sieht die Verordnung (EU) 2019/631 ab seit dem 1. Januar 2020 einen Zielwert für den europäischen Flottenverbrauch von 95 g CO2/km vor. Die Grenzwerte für die einzelnen Hersteller können hiervon abweichen, da für die Berechnung der spezifischen Her- stellerwerte auch das durchschnittliche Fahrzeuggewicht berücksichtigt wird. Bei Berechnung des Flottenverbrauchs werden übergangsweise Pkw besonders begünstigt, die spezifische CO2-Emissionen von weniger als 50 g CO2/km verursachen. Ermittelt werden diese Emissionen nach den europaweit einheitlichen Regeln des WLTP (Worldwide Harmonized Light- Duty Vehicles Test Procedure, vgl. hierzu ab dem 1. Januar 2021 die Verordnung (EU) 2017/1151, bis zum 31. Dezember 2020 die Verordnung (EG) Nr. 692/2008 in Verbindung mit den Durchfüh- rungsverordnungen (EU) 2017/1152 und (EU) 2017/1153). Diese Fahrzeuge werden im Jahr 2020 als zwei Fahrzeuge, im Jahr 2021 als 1,67 Fahrzeuge und im Jahr 2022 als 1,33 Fahrzeuge gezählt, so dass sie den rechnerischen Flottenverbrauch überproportional senken. Der sich für den Her- steller aus dem Verkauf solcher Fahrzeuge ergebende Vorteil ist auf 7,5 g CO2/km je Hersteller begrenzt (Artikel 5 der VO (EU) 2019/631). Der Grenzwert von 50 g CO2/km wird von Elektro- und Brennstoffzellenfahrzeugen erreicht, die im WLTP-Zyklus keine CO2-Emissionen ausweisen. Für sogenannte Plug-in-Hybride, deren Batte- rie extern geladen werden kann, werden die Emissionen in einem mehrstufigen Verfahren ermit- telt. Gestartet wird mit voller Batterie. Der Zyklus wird so oft wiederholt, bis die Batterie leer ist. Anschließend erfolgt eine Messung mit leerer Batterie, bei der die Antriebsenergie ausschließlich vom Verbrennungsmotor und der Bremsenergierückgewinnung stammt. Anschließend wird auf Grundlage der gemessenen Emissionen der auszuweisende CO2-Wert berechnet, in dem die elekt- rische Reichweite ins Verhältnis zur Gesamtreichweite gesetzt wird. Der sogenannte Utility Fac- tor (zu Deutsch: Nutzenfaktor) repräsentiert den Anteil der Fahrten, die elektrisch zurückgelegt worden sind. Bei entsprechend dimensionierter Batterie können auch Plug-in-Hybride den ge- nannten Grenzwert unterschreiten. Bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren, die auch mit alternativen, möglicherweise emissions- freien Kraftstoffen betrieben werden könnten, erfolgt die Verbrauchsmessung mit konventionel- lem Kraftstoff. Sie können daher nicht als emissionsfrei deklariert werden. Um dies zu ändern, WD 8 - 3000 - 013/20 (2. März 2020) © 2020 Deutscher Bundestag Die Wissenschaftlichen Dienste des Deutschen Bundestages unterstützen die Mitglieder des Deutschen Bundestages bei ihrer mandatsbezogenen Tätigkeit. Ihre Arbeiten geben nicht die Auffassung des Deutschen Bundestages, eines sei- ner Organe oder der Bundestagsverwaltung wieder. Vielmehr liegen sie in der fachlichen Verantwortung der Verfasse- rinnen und Verfasser sowie der Fachbereichsleitung. Arbeiten der Wissenschaftlichen Dienste geben nur den zum Zeit- punkt der Erstellung des Textes aktuellen Stand wieder und stellen eine individuelle Auftragsarbeit für einen Abge- ordneten des Bundestages dar. Die Arbeiten können der Geheimschutzordnung des Bundestages unterliegende, ge- schützte oder andere nicht zur Veröffentlichung geeignete Informationen enthalten. Eine beabsichtigte Weitergabe oder Veröffentlichung ist vorab dem jeweiligen Fachbereich anzuzeigen und nur mit Angabe der Quelle zulässig. Der Fach- bereich berät über die dabei zu berücksichtigenden Fragen.[.. next page ..]Wissenschaftliche Dienste Kurzinformation Seite 2 Zur Berücksichtigung von emissionsarmen Fahrzeugen bei der Berechnung des Flottenverbrauchs wenn zukünftig emissionsfreie Kraftstoffe auch praktisch in relevanten Mengen am Markt verfüg- bar wären, bedürfte es einer entsprechenden Regelung auf europäischer Ebene. Dies dürfte jedoch nicht von praktischer Bedeutung sein, da die Übergangsregelung bis Ende 2022 befristet ist. *** Fachbereich WD 8 Umwelt, Naturschutz, Reaktorsicherheit, Bildung und Forschung
Zwei aktuelle Megatrends, die auch die sächsische Gesellschaft und Industrielandschaft grundlegend verändern werden, sind alternative Mobilitätskonzepte und die fortschreitende Digitalisierung. Eine nachhaltige individuelle Mobilität in Ballungsräumen erfordert neue, möglichst emissionsfreie Antriebskonzepte. Hier spielen Elektroantriebe, ob batterieelektrisch, hybrid oder mit Brennstoffzelle, eine wichtige Rolle. Diese Antriebe sind bereits jetzt hochintegriert aufgebaut, d.h. die Komponenten Antrieb, Elektronik und Sensorik sind auf engstem Raum vereint. Die kompakten Abmessungen und die Integration von Elektronik und tragendem Bauteil führen dabei zu höchsten thermomechanischen Belastungen. Dies gilt auch für den Einfluss neuer Betriebsmoden, wie z.B. der Rekuperation von Antriebsenergie durch elektrisches Bremsen. Die Zukunft der individuellen Mobilität basiert zudem auf neuen Mobilitätskonzepten. Diese beinhalten u.a. Car- und Bikesharing-Lösungen, digitale Verkehrsleitsysteme und das autonome Fahren. Dadurch kommt es zu einem häufigeren, variableren Einsatz der Fahrzeuge durch verschiedene Nutzer, sodass das professionelle Flottenmanagement mit gesteigerten Anforderungen an Verfügbarkeit, Überwachung und Instandhaltung der Fahrzeuge an Bedeutung gewinnt. Die rasant voranschreitende Digitalisierung ermöglicht in diesem Zusammenhang vollkommen neue Ansätze. Durch die schnelle Übertragung mittels digitaler Infrastruktur, Speicherung und Verarbeitung großer Datenmengen ist es möglich, ein digitales Abbild - einen Digitalen Zwilling - eines komplexen Systems oder einer ganzen Fahrzeugflotte zu generieren, das zur Analyse und Optimierung eingesetzt werden kann. Aufgrund der zukünftig verfügbaren Daten bieten sich neue Methoden aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz (KI), der Analyse von Massendaten (Big Data) sowie der Verknüpfung von Bauteil und Daten im Sinne des Internets der Dinge (IoT) an.
Das Ziel des Vorhabens ist daher die Entwicklung von grundlegenden digitalen Methoden zur Lebensdauerüberwachung und Zuverlässigkeitssteigerung hochintegrierter mechatronischer Systeme. Diese Methoden sind Voraussetzung für den sicheren Einsatz von hochintegrierten mechatronischen Systemen, deren frühzeitigen Service und Wartung bereits vor dem Schadensfall und neue Geschäftsmodelle von Systemanbietern, die Produkt, Einsatz und Service verknüpfen.
Das Teilvorhaben 'Fehlertoleranz und Funktionssicherheit' verfolgt das Ziel, das elektrische Antriebssystem so weiterzuentwickeln, dass es die Funktion der Betriebsbremse an der Hinterachse eines Elektrofahrzeugs übernehmen kann. Der Antrieb soll hierfür die von Gesetzgeber und Fahrzeugherstellern vorgegeben Anforderungen hinsichtlich Zuverlässigkeit, Funktionssicherheit und Leistungsanforderungen erfüllen. Im AP1 werden zunächst die Anforderungen ermittelt, die das elektrische Antriebssystem erfüllen muss, um als Betriebsbremse an der Hinterachse verwendet werden zu können. Es wird in Zusammenarbeit mit allen Projektpartnern ein Gesamtsystemkonzept erarbeitet, für das eine Gefahren- und Risikoanalyse und eine FMEA durchgeführt werden. Basierend hierauf werden Sicherheitsziele für den Radnabenantrieb definiert. Im AP2 wird ein Sicherheitskonzept auf Basis einer fehlertoleranten elektrischen Maschine und eines entsprechenden Umrichters entwickelt und in Zusammenarbeit mit dem Projektpartner Schaeffler AG in einen Radnabenantrieb integriert. Für den Umrichter wird ein funktionssicheres Steuergerät aufgebaut und es wird eine zugehörige Software entwickelt, in die das entwickelte Sicherheitskonzept integriert wird. Abschließend werden im AP4 die Prototypen des fehlertoleranten und funktionssicheren Radnabenantriebs in einem Demonstratorfahrzeug integriert und im AP5 auf einem Prüfgelände erprobt.
Electrification of passenger cars and light-duty vehicles will have a knock-on effect on reducing the greenhouses gases emission from the transportation sector, as it is still the biggest emitter due to fossil fuel based engines. However the maturity of electrical drives and electrical engines needs a final push for better performance, better comfort and cost reduction in order to generate a massive adoption of such transport in Europe and worldwide, replacing conventional cars. ModulED aims at developing a new generation of modular electric engine based on buried-permanent magnet motor with reduced rare earth use, and electric drivetrain for various configurations of Full and Hybrid Electric Vehicles (including cost, environmental impact, efficiency, and mass manufacturing ready). The multiphase e-motor will integrate the latest GaN inverter for power electronics, advanced control with higher fault tolerance, advanced cooling features, with reduced sizing and higher efficiency. It will be linked with a performant electrical drive and transmission, adapting new regenerative braking strategies. The project takes into account industrial, user requirements and environmental impacts through life cycle analysis, to gear the activities towards a full vehicle approach design and realization of each component and whole powertrain. Also, new virtual models will be developed for reliable design and simulation of every component features. Demonstration on BMW i3 or similar vehicle will be performed at the end, validating the high performance powertrain. The project gathers 9 partners as cutting-edge from automotive, power electronics, powertrain specialists with 3 research centres, 3 Tier-1 suppliers and SMEs.
Das Ziel des Projekts Concept ELV2 (Concept Elektro-Lkw im schweren Verteilerverkehr) ist die Integration eines innovativen elektrischen Antriebs in schwere Verteilerverkehrsanwendungen. Beim Teilvorhaben Technologie liegt der Fokus auf der Erforschung und Bereitstellung der System- und Komponententechnologien und ihrer Zusammenführung in verschiedenen Erprobungsträgern, u. a. im Aufbau von 10 Technologieträgern, mit denen sowohl die generelle Funktion als auch die weiteren einsatzrelevanten Technologieaspekte abgesichert werden sollen, z.B. Dauerlaufbeständigkeit, EMV, etc. In diesem BMWi-spezifischen Vorhaben agiert ein Konsortium aus Daimler AG und RWTH Aachen. Ziel dieses Vorhabens ist, das Anwendungsportfolio für den Kunden weiter auszubauen, eine höhere Integrationsstufe der Achs- bzw. Antriebseinheit incl. Batterie im Fahrzeug-Konzept zu ermöglichen und die Performance in Bezug auf techn. Leistungsdaten zu erhöhen. Aufgrund des ihm eigenen Fahrprofils (häufiges Anhalten, häufige Brems- und Beschleunigungsvorgänge mit entsprechenden Rekuperationsoptionen) ist der schwere Verteilerverkehr prädestiniert für den Einsatz Batterie-elektrischer Antriebtechnologien. Auf diese Weise werden energieeffiziente und lokal emissionsfreie Gütertransporte im Stadtverkehr ermöglicht. Der Elektro-Lkw leistet damit einen wichtigen Beitrag zur Emissionsreduzierung (Abgase und Lärm) in dicht besiedelten Bereichen. Das Projekt Concept ELV2 dient mit seinen umfangreichen produkt- und produktionsorientierten Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten zudem zum Knowhow-Aufbau bei Hersteller, Kunden und Werkstätten. Daneben werden Forschungsinstitute und Zulieferer (als Lieferant) eingebunden, die ebenfalls profitieren und spezifisches Knowhow aufbauen können. Ziel des Projektes Concept ELV2 ist es, mittelfristig einen unter wirtschaftlichen Aspekten konkurrenzfähigen Elektro-Lkw in verschiedenen Applikationen für den innerstädtischen, schweren Verteilerverkehr speziell auch in emissionsfreien Zonen am Markt anbieten zu können.