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.
Im Teilvorhaben 'Gesamtfahrzeug' sollen die fahrzeugrelevanten Anforderungen in Abstimmung mit den Möglichkeiten der Komponentenspezifikation festgelegt werden. Diese umfassen Anforderungen an die Karosserie, das Fahrwerk, den Antrieb, E/E Anforderungen und Gewichte. Mit erfolgter Integration der E/E Systeme und Kommunikationsschnittstellen, des angepassten Reibungsbremssystems und Radnabenantriebs in ein Demonstrator-Fahrzeug sollen kritisch-relevante Testfälle erprobt und evaluiert werden. Das Ford Teilvorhaben umfasst die Anforderungsentwicklung für das Gesamtkonzept, die Erarbeitung der FMEA und der GuR für das Gesamtsystem. Weiterhin umfasst der Arbeitsplan die Unterstützung der Entwicklung des Radnabenantriebs und der alternativen Energiesenke hinsichtlich der Abstimmung der Schnittstellen, der konstruktiven Gestaltung, der Definition der Betriebsstrategie und der Einbindung in den Versuchsträger. Ford übernimmt die Verantwortung für den Aufbau und Inbetriebnahme des Versuchsträgers sowie die Planung, Durchführung und Auswertung der umfangreichen Fahrzeugerprobung.
Elektrofahrzeuge mit Radnabenantrieb bieten die erstmalige Chance, vollständig ohne ein mechanisches Reibungsbremssystem auszukommen. Dies liegt darin begründet, dass sie die Ansteuerung des Einzelrads erlauben, was Voraussetzung für zulassungsrelevante Fahrdynamikregelsysteme wie ESP ist. Das Projektziel von RaBBiT ist daher die Entwicklung eines fehlertoleranten und funktional sicheren elektrischen Antriebsstranges inkl. alternativer Energiesenke, der den gesetzlichen Zulassungsbestimmungen und den strengen Anforderungen der Fahrzeughersteller genügt, die sich durch den Verzicht auf die mechanische Bremse an der Hinterachse ergeben und der gleichzeitig eine vollständige elektrische und thermische Nutzung der beim Bremsen anfallenden Energie ermöglicht. Im Rahmen dieses Teilvorhabens stehen die Entwicklung und der Aufbau einer fehlertoleranten und funktional sicheren Leistungselektronik und die Entwicklung und die Implementierung von softwarebasierten, sensorgestützten Fehlerdiagnose- und behandlungsverfahren im Vordergrund. Zum Erreichen der Projektziele werden die benötigten Einzelkomponenten entwickelt, aufgebaut und in ein Demonstratorfahrzeug integriert. Zunächst werden dazu in diesem Teilvorhaben die Anforderungen an die Leistungselektronik und an das Fehlerdiagnosesystem ermittelt. Die Konzepte und Algorithmen bzw. die Schaltungen und Bauteildimensionierungen dieser Komponenten werden anschließend mit Hilfe von Simulationsmodellen entwickelt und untersucht, um zu gewährleisten, dass die Komponenten den Anforderungen gerecht werden. Die Leistungselektronik wird vierfach prototypisch aufgebaut und das Fehlerdiagnosesystem in die Antriebsregelung implementiert. Die Komponenten werden zusammen mit den anderen Komponenten des Antriebssystems auf einem Prüfstand getestet. Abschließend werden die Komponenten im Demonstratorfahrzeug erprobt.