Untersuchung eines Citroen Saxo Electrique

Aufgabenstellung

Die Verbrauchswerte von Elektrostraßenfahrzeugen weisen eine erhebliche Schwankungsbreite auf, so dass es wünschenswert ist, die Einflussfaktoren gezielt zu analysieren. Ziel dieser Untersuchung war es daher, die Energieströme in einem modernen Elektro-Straßenfahrzeug detailliert zu erfassen. Für die Analyse wurde von der RWE Energie AG ein Serienfahrzeug leihweise zur Verfügung gestellt.

Ergebnisse

Das Fahrzeug wurde mit einer umfangreichen Messtechnik ausgestattet und insgesamt 4.000 km, meist auf festgelegten Referenzstrecken bewegt. Der Netzenergieverbrauch wurde für typische innerstädtische Verkehrssituationen zu durchschnittlich 17,4 kWh/100 km ermittelt. Dieser Wert kann sich aufgrund der Selbstentladung des eingesetzten Ni/Cd-Batteriesystems auf 20 bis 25 kWh/100 km erhöhen, wenn das Fahrzeug einige Tage nicht bewegt wird. Die Ladezeit konnte mit 4,5 Minuten pro gefahrenem Kilometer gegenüber den Elektrofahrzeugen mit Bleibatterien mehr als halbiert werden.

Versuche am Rollenprüfstand
ECE (Stadtverkehr) MVEG
Durchschnittsgeschwindigkeit 18,2 km/h 31,3 km/h
Netzenergieverbrauch 17,6 kWh/100 km 17,7 kWh/100 km
Batterieenergieverbrauch 13,5 kWh/100 km 12,9 kWh/100 km
Rückspeisefaktor 15,9 % 11,8 %

Auf einem Rollenprüfstand wurde der Normverbrauch im MVEG, einem Prüfzyklus bestehend aus einem Teil für Stadtverkehr und einem Überlandteil, ermittelt. Dies ermöglicht den Vergleich mit den Normverbräuchen herkömmlicher Benzin- und Dieselfahrzeuge. Die Ergebnisse aus den Versuchen auf dem Rollenprüfstand sind denen im Münchener Verkehr sehr ähnlich. Der Rückspeisefaktor ist aufgrund des gleichmäßigeren Geschwindigkeitsprofils im Normzyklus jedoch nur etwa halb so groß wie im realen Stadtverkehr.

Durch die im Folgenden beschriebenen Optimierungen könnte ein Netzenergieverbrauch von unter 15 kWh/100 km auch im realen Fahrbetrieb problemlos erreicht werden.

Die Pumpe für die hydraulische Lenkhilfe verursacht auf Bordnetzebene einen Verbrauch von 0,7 kWh/100 km und unter Berücksichtigung der vorgelagerten Nutzungsgrade einen Netzenergieverbrauch von rund 1,2 kWh/100 km. Durch direkt betriebene elektrische Lenkhilfen könnten rund 5 % des Netzenergieverbrauchs vermieden werden. Ein moderner, permanent erregter Synchronantrieb erreicht einen um durchschnittlich 5 bis 10 % besseren Nutzungsgrad als der im Versuchsfahrzeug eingesetzte Gleichstromantrieb. Dadurch ließe sich der Netzenergieverbrauch in ähnlicher Größenordnung senken.

Der Ladefaktor der Traktionsbatterie beträgt immer mindestens 115 %, wodurch ein relativ mäßiger Batterienutzungsgrad von weniger als 80 % entsteht. Eine Verminderung des Ladefaktors auf unter 1,1 und damit eine Energieverbrauchsreduzierung von rund 5 % ist möglich, setzt jedoch eine präzise Messtechnik voraus, da sonst einzelne Zellen nicht mehr vollständig geladen werden könnten. Weitere Optimierungsmöglichkeiten bestehen noch im Bereich der Bordnetzversorgung.

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