HY-SCOOTER: Elektro-CITY-SCOOTER mit großer Reichweite als Wegbereiter für die individuelle, urbane Elektromobilität!

6. März 2012

 

Elektromobilität wird zurzeit als umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen, individuellen Mobilitätsformen diskutiert. Den Vorzügen einer lokal emissionsfreien und leisen Antriebsquelle stehen jedoch einige Nachteile gegenüber, welche die schleppende Einführung und Verbreitung erklären. Dies sind unter anderem hohe Anschaffungskosten, begrenzte Reichweite und Unsicherheiten hinsichtlich Ladeprozedur und –dauer, welche insbesondere die Akzeptanz beim Privatkunden einschränken. Dieser strebt eine […]


 

Elektromobilität wird zurzeit als umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen, individuellen Mobilitätsformen diskutiert. Den Vorzügen einer lokal emissionsfreien und leisen Antriebsquelle stehen jedoch einige Nachteile gegenüber, welche die schleppende Einführung und Verbreitung erklären. Dies sind unter anderem hohe Anschaffungskosten, begrenzte Reichweite und Unsicherheiten hinsichtlich Ladeprozedur und –dauer, welche insbesondere die Akzeptanz beim Privatkunden einschränken. Dieser strebt eine individuelle Mobilitätslösung an, welche ihm die Freiheit bietet, große Lasten oder die ganze Familie über lange Strecken bei hoher Reisegeschwindigkeit zu transportieren. Die reale Nutzung des Fahrzeugs unterscheidet sich jedoch von den subjektiven Anforderungen erheblich. Die Statistik belegt für Europa eine durchschnittliche Fahrzeugbelegung von 1,1 Personen je Fahrzeug. Fokussiert man die Betrachtung auf den urbanen Bereich, so sind die Einzelfahrstrecken kürzer als 10km und die Durchschnittsgeschwindigkeiten unter 30km/h.

Unter diesen Aspekten entwickeln Forscher an der TU-Graz im Rahmen des k-Projektes ECO PowerDrive ein Stadtfahrzeug mit großer Reichweite. In dem von der SFG, dem Land Oberösterreich und der FFG geförderten Forschungsvorhaben beschäftigen sich Mitarbeiter des Institutes für Verbrennungskraftmaschinen und Thermodynamik in 8 Teilprojekten mit internationalen Kooperationspartnern mit der Verbesserung der Umweltverträglichkeit von Freizeit- und Sportfahrzeugen sowie Arbeitsgeräten.

Im Teilprojekt HY-SCOOTER wird davon ausgegangen, dass ein Elektrofahrzeug zunächst als Zweitfahrzeug angeschafft wird. Das Konzept setzt auf eine Zweiradlösung in der Form eines City-Scooters mit elektrischem Antrieb, welche neben den geringeren Anschaffungskosten den Vorteil einer geringen Stellfläche mit sich bringt. Der City-Scooter bietet Platz für zwei Personen und erreicht im dichten Stadtverkehr höhere Durchschnittsgeschwindigkeiten als eine PKW-Variante.

Für ein erfolgreiches Konzept muss die Abhängigkeit des Elektrofahrzeuges von noch nicht in ausreichender Anzahl zu Verfügung stehenden Lademöglichkeiten und die Angst vor zu geringer Reichweite reduziert werden. Aktuell herrscht bei diesem Thema noch das Henne-Ei Prinzip; Lademöglichkeiten rechnen sich erst ab einer bestimmten Anzahl an E-Fahrzeugen, diese werden aber nicht angeschafft, solange keine ausreichende Ladeinfrastruktur besteht. Um die Reichweite zwischen zwei zeitlich aufwendigen Ladevorgängen deutlich zu vergrößern, wird im Zuge einer Hybridisierung eine Art „mobile Steckdose“ mitgeführt werden. Das Konzept sieht ein Elektro-Hybridfahrzeug mit Range Extender vor, welches die Vorteile des Elektroantriebs nutzt und die Nachteile kompensiert.

Der Range Extender besteht aus einer Verbrennungskraftmaschine mit angeschlossenem Generator welcher die elektrische Energie zur Ladung der Batterien erzeugt. Die Betriebsstrategie sieht einen Start des Range Extenders nur bei erschöpftem Batteriespeicher vor; dabei wird elektrische Energie zur Ladung der Batterien und zum Betrieb des Elektro-Fahrantriebes erzeugt. Der Range Extender erlaubt somit eine uneingeschränkte Weiterfahrt auch bei entleerten Batterien.

Dadurch kann die notwendige elektrische Reichweite auf 10-15km reduziert und die Batterie entsprechend verkleinert werden. Dies ermöglicht eine Vergrößerung des Gepäckstauraumes und eine deutliche Verringerung der Kosten.

Die Batterie stellt im Range Extender Betrieb eine Art Schwungmasse dar, welche die momentan geforderte Antriebsleistung vom Verbrennungsmotor entkoppelt. Hierdurch ist es möglich, den Verbrennungsmotor im Bereich des besten Wirkungsgrades zu betreiben. Der Einsatz des Verbrennungsmotors unterscheidet sich bei diesem Konzept sich maßgeblich vom Einsatz im konventionellen City-Scooter, welcher durch den wechselnden und transienten Betrieb hohe Kraftstoffverbräuche aufweist.


Die Bewertung des Hybrid-Konzeptes wurde zunächst auf simulatorischer Basis durchgeführt, wobei die ersten Ergebnisse erhebliche Verbrauch- und somit CO2 Vorteile aufzeigen. Derzeit forscht die Gruppe an der Optimierung der Einzelkomponenten sowie an unterschiedlichen Betriebsstrategien, um einen hohen Systemwirkungsgrad zu erzielen. Zeitgleich wird am Aufbau eines Versuchsträgers gearbeitet, welcher die Verifizierung der Simulationsergebnisse erlaubt und reale Fahrversuche ermöglicht. Für den Versuchsträger werden möglichst einfache aber hoch optimierte Komponenten verwendet, um den Anforderungen an geringe Systemkosten, einfache Bedienbarkeit und Wartungsfreiheit zu entsprechen.

Am Ende der Projektlaufzeit erwarten sich die Forscher ein verifiziertes Mobilitätskonzept, welches sowohl den Anforderungen der Benutzer entspricht als auch einen signifikanten Beitrag zur Reduktion des innerstädtischen CO2-Ausstoßes liefern kann.

Kontakt:
ECO-PowerDrive
Dr. Stephan Schmidt
Leitung ECO-PowerDrive
Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Thermodynamik
Technische Universität Graz
Inffeldgasse 25b, 8010 Graz

www.ecopowerdrive.at

Quelle: Technische Universität Graz / 05.03.2012

 

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