Im Rahmen einer Diplomarbeit und begleitend zu Projekten der Technischen Universität Graz werden ganzheitlich die bestehenden und künftigen gesellschaftlich-umweltpolitischen Chancen der Elektromobilität (fokussiert auf Österreich) analysiert sowie die technischen Voraussetzungen und Gegebenheiten der entsprechenden Antriebstechnik vorgestellt und diskutiert. Schwerpunkt der Arbeit ist die Simulation verschiedener Fahrzeugkonzepte und ihrer Effizienz mit Hilfe des modifizierten und erweiterten Fahrzeuglängsdynamikmodells PHEM (Passenger Car and Heavy Duty Vehicle Emission Model) des TU-eigenen Instituts für Verbrennungskraftmaschinen und Thermodynamik sowie des Verbesserungspotenzials bei Verbrauch und Emissionen im NEDC- (neuer europäischer Fahrzyklus) Typenprüfzyklus und im realen Verkehr (CADC, Common Artemis Driving Cycle). Unter Einsatz des Programms GEMIS (Gesamtemissionsmodell integrierter Systeme) wurden die gewonnenen Erkenntnisse auf den gesamten Lebenszyklus erweitert und für die verschiedenen Fahrzeugkonzepte und -größen dargestellt. Als Varianten der Elektrifizierung werden untersucht: PKW mit Verbrennungsmotor, Hybridfahrzeug, Plug-in-Hybrid sowie Elektrofahrzeug. Dabei wird auch auf die zu erstellenden Quellen erneuerbarer Ressourcen eingegangen, die den mit der Elektromobilität verbundenen höheren Stromverbrauch umweltverträglich decken, gleichzeitig aber auch unabhängig machen vom Import fossiler Energie. Auch der Kostenfaktor wird betrachtet, und auch die Bedeutung der Produktionsressourcen, denen bei steigender Betriebseffizienz von Fahrzeugen eine wachsende Bedeutung zukommt. Die Erkenntnisse werden wie folgt zusammengefasst: In technischer Hinsicht bietet der Lithium-Ionen-Akku das größte Entwicklungspotenzial, eventuell ergänzt um Superkondensatoren, die das Energiemanagement des Akkus optimieren. Gesellschaftlich ist neben den politischen Rahmenstellungen sowie einer Lenkung des Mobilitätsverhaltens auch ein Bewusstseinsprozess beim Einzelnen erforderlich. Eine wesentliche Bedeutung hat der Aufbau einer entsprechenden Netzinfrastruktur. Die Simulation hat gezeigt, dass das Elektroauto gegenüber dem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor ein Verbrauchs-Einsparpotenzial von 50 % hat, das sich bei Ausnützung der bereits heute verfügbaren technischen Möglichkeiten auf 70 % steigern ließe. Der CO2-Ausstoß würde um 34 % und mehr reduziert. Während Kohlenmonoxid- und Partikelemissionen auch beim Verbrennungsmotor heute sehr gering und mit Elektroautos kaum zu senken sind, würden die Stickoxidemissionen um rund 90 % gesenkt. Die Umstellung aller PKWs Österreichs auf Elektroantrieb würde den Stromverbrauch des Landes um rund 10 % erhöhen.
Simulation von elektrischen Fahrzeugkonzepten für PKW. Verbesserungspotential der Elektromobilität bei Verbrauch und Emissionen im Lebenszyklus
2009
135 Seiten, 86 Bilder, 14 Tabellen, 91 Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
ELEKTROMOBILITÄT - Auslegung von elektrischen Fahrzeugkonzepten für Megacities in Asien
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