Reichweitenerweiterung elektrisch angetriebener Fahrzeuge (itsowl-ReelaF)

Problemstellung
Elektromobilität, auch in der Form von hybriden Antrieben, stellt eine Alternative dar, Mobilität auf Individualniveau auch unabhängig von der Verfügbarkeit fossiler Ressourcen zukünftig zu gewährleisten. Daraus folgt perspektivisch eine weniger CO2-dominierte Mobilität bei der Verwendung von regenerativ erzeugtem Strom. Allerdings hängt die Durchsetzung des elektrischen Antriebs von der allgemeinen Akzeptanz ab, die im öffentlichen Bewusstsein vor allem mit der begrenzten Reichweite verknüpft ist („range anxiety“). Erst wenn es gelingt, die Reichweite der Elektrofahrzeuge deutlich zu vergrößern und damit auch die Kosten pro Kilometer zu verringern, wird sich dieses neue Antriebskonzept am Markt durchsetzen. Wesentliche Gründe der limitierten Reichweite liegen in der begrenzten Speicherdichte momentan verfügbarer Traktionsbatterien, dem Energieverbrauch bzw. der Effizienz einzelner Komponenten sowie den Nutzererwartungen hinsichtlich Komfort und Fahrverhalten.

Projektziele
Der innerhalb des Projektes itsOWL-ReelaF verfolgte Ansatz besteht vor allem darin, den Energieverbrauch einzelner Komponenten zu senken und das Energiemanagement des Fahrzeugs zu optimieren. Auf der Komponentenebene umfasst das die Bereiche: Heizen und Kühlen (sowohl in Form von einzelnen Komponenten als auch hinsichtlich Regelstrategien), Mehrspannungsbordnetze zur Optimierung des Leistungsflusses, Teilnetzbetrieb und optimierte Komponenten hierfür. Darüber hinaus ist die Entwicklung von intelligenten Ladekonzepten und eines intelligenten Energiemanagements für Elektro- und Hybridfahrzeuge Ziel des Projekts. Die Ergebnisse werden anhand von Prototypen in realer Umgebung erprobt, validiert und optimiert. Die Projektziele von ReelaF orientieren sich an den strategischen Zielen des Clusters Ressourceneffizienz, Usability und Verlässlichkeit technischer Systeme. Aus den in diesem Projekt entwickelten Prototypen sollen bei den Industriepartnern im Anschluss an das Projekt seriennahe Produkte abgeleitet und entwickelt werden.

Vorgehensweise
Bei dem Verbundprojekt „ReelaF“ handelt es sich um ein industrielles Forschungs- und Entwicklungsvorhaben, das von zwei Unternehmen und zwei Forschungsinstituten durchgeführt wird. Im Projekt wird auf Ergebnisse der Querschnittsprojekte, „Energieeffizienz“, „Intelligente Vernetzung“ und „Systems Engineering“ zurückgegriffen. Die Arbeiten im Verbundprojekt unterteilen sich in 5 fachliche Arbeitspakete, die jeweils durch einen Partner verantwortlich geleitet werden. Die Bearbeitung erfolgt in Kooperation mehrerer Partner. Die Verantwortung für die Arbeitspakete liegt jeweils bei den Industriepartnern BHTC und Hella. Die Institute CITEC und LEA bauen auf den in den Cluster-Querschnittsprojekten erarbeiteten Grundlagen auf und tragen somit Grundlagen-Know How bei, das von den Unternehmen aufgegriffen und in die Praxis umgesetzt wird.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Im Ergebnis werden Prototypen von Fahrzeugkomponenten entwickelt – Mehrspannungswandler für neue Bordnetze, teilnetzbetriebsfähiges Steuergerät – sowie ein Demonstratorfahrzeug aufgebaut, anhand dessen neue Klimatisierungskonzepte getestet und validiert werden können. Darüber hinaus werden Strategien für Regelkonzepte und ein Gesamtfahrzeug-Energiemanagement entworfen. Durch die Projektergebnisse werden die Energieeffizienz und die Reichweite von Elektro- und Hybridfahrzeugen verbessert, ohne dass die Komfortansprüche der Fahrzeugführer beeinträchtigt werden. Insgesamt wird eine Reichweitenerweiterung von 20 v. H. erwartet, während aktuell die Reichweite im Bereich 100-150 km liegt. Die Ergebnisse des Projektes leisten einen wichtigen Beitrag für die Akzeptanz von Elektro- und Hybridfahrzeugen, die Erhöhung der Elektromobilität und die Reduzierung des CO2-Ausstoßes. Die Lösungen sind auch für Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren anwendbar. Ferner können sie auf weitere Bereiche übertragen werden, wie beispielsweise auf das Energiemanagement von Produktionsanlagen. Die Ergebnisse und Erkenntnisse fließen darüber hinaus unmittelbar in Vorlesungen und Weiterbildungsveranstaltungen der partnerschaftlich verbundenen Universitäten und Fachhochschulen ein.

• Behr-Hella Thermocontrol GmbH
• HELLA GmbH & Co. KGaA
• Universität Bielefeld
• Universität Paderborn