RENEWBILITY „Stoffstromanalyse nachhaltige Mobilität im Kontext ...

Institut für Verkehrsforschung
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Elektrische Reichweite
Die elektrische Reichweite eines PHEV ist im Wesentlichen von der Kapazität der
Batterie abhängig und definiert die Strecke, die im rein elektrischen Betrieb
zurückgelegt werden kann. Dabei ist zu beachten, dass diese je nach Fahrsituation
stark variieren kann. Analysen in MIT (2007) für PHEV mit 16, 48 und 97 Kilometern
elektrischer Reichweite (kurz: PHEV-16) ermittelten einen abnehmenden Grenznutzen
mit ansteigender elektrischer Reichweite, da der größere Energiespeicher mit einem
starken Anstieg des Batteriegewichts und der abnehmenden relativen Nutzung der
Batterie einhergeht. Der kosteneffizienteste Einsatz von PHEV wird laut ARG (2008)
erreicht, wenn die durchschnittliche Tagesfahrleistung dem 1- bis 2-fachen der
elektrischen Reichweite des Fahrzeugs entspricht und somit eine optimale Nutzung
des Batteriespeichers gewährleistet ist. Dies würde entsprechend der
durchschnittlichen US-Fahrleistung Fahrzeugen mit einer elektrischen Reichweite
zwischen 16 und 32 km entsprechen.
Hybridisierungsgrad
Der Hybridisierungsgrad eines PHEV ist definiert als Anteil der Maximalleistung des
elektrischen Antriebs an der Gesamtleistung des Fahrzeugs. In enger Verbindung dazu
steht die Frage, ob ein PHEV einen rein elektrischen Fahrbetrieb ermöglicht oder auf
einem gemischten Fahrmodus beruht, der bei hohen Leistungsanforderungen auf die
Kombination von Elektro- und Verbrennungsmotor zurückgreift.
Ein Mischmodus (kombinierte Nutzung von Elektro- und Verbrennungsmotor)
ermöglicht eine reduzierte Auslegung des elektrischen Antriebs und eine
Kostenminimierung gegenüber dem rein elektrischen Betrieb, da der elektrische
Antrieb im Vergleich zum konventionellen Antriebsstrang unter den gegebenen
Bedingungen wesentlich teurer ist. Dem gegenüber stehen Vorteile eines rein
elektrischen Fahrmodus, der erst nach dem Erreichen eines geringen
Batterieladezustands auf den konventionellen Antrieb umstellt. In diesem Fall können
häufige – energieineffiziente – Kaltstarts des Verbrennungsmotors vermieden und
insbesondere für Kurzstrecken und bei entsprechender Ladung der Batterie eine
maximale Kraftstoffverbrauchsminderung durch den rein elektrischen Antrieb erzielt
werden.
In MIT (2007) wird für PHEV ein möglichst hoher Hybridisierungsgrad (44 %) und ein
Fahrzeugbetrieb im Mischmodus als günstigste Option bewertet, da diese ein breites
Leistungsspektrum im elektrischen Betrieb zu verhältnismäßig geringen Kosten
ermöglicht. Analysen in ARG (2008) weisen ebenfalls auf einen besonders effizienten
Fahrzeugbetrieb im Mischmodus und bei starker Hybridisierung hin.
Batterie-elektrische Fahrzeuge
Batterie-elektrische Fahrzeuge zeichnen sich durch die höchste Energieeffizienz im
Fahrzeugbetrieb aus. Im Vergleich zum Plug-In-Hybridantrieb stellt die Ausgestaltung
des Fahrzeugantriebs beim reinen Elektrofahrzeug eine geringere Herausforderung
Endbericht, Teil 1
Dezember 2009