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Technologie

EVPlus von ZF
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Plug-in-Hybrid: Elektrischer Antrieb hat Vorfahrt

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Mit dem Konzeptfahrzeug „EVplus“ und den darin integrierten digitalen Assistenten zeigt ZF, wie Pkw mit Plug-in-Hybridantrieb den CO2-Ausstoß sofort und dauerhaft senken.
Frank Thoma, 02. November 2020
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Frank Thoma arbeitet seit dem Jahr 2011 als Corporate Editor bei ZF. Der Diplom-Journalist plant, produziert und redigiert Beiträge für alle internen und externen Medien des Konzerns.
Manchmal liegen zwischen Wunsch und Wirklichkeit die sprichwörtlichen Welten: Realisierung ausgeschlossen. Bei ZF haben die Verantwortlichen die Vision vom unfallfreien und emissionsfreien Fahren. Damit dies kein Wunschdenken bleibt, sind genau diese beiden Ziele in der Konzernstrategie festgeschrieben; sie bestimmen das gesamte Handeln des Technologiekonzerns. Mit der Unfallfreiheit dank autonomen Fahrens wird es noch dauern; anders die Situation bei der lokalen Emissionsfreiheit. Schon heute lässt sich der CO2-Ausstoß von Fahrzeugen durch die Elektrifizierung drastisch senken – ein wichtiges Zwischenziel.

Mehr elektrische Reichweite mit dem PHEV der zweiten Generation

Mehr elektrische Reichweite mit dem PHEV der zweiten Generation
Große Bedeutung kommt dabei dem Plug-in-Hybrid-Antrieb zu, jener Mischung aus Verbrennungsmotor und E-Maschine, die sich die elektrische Energie für die Batterie aus der Steckdose holt. Der Plug-in-Hybrid ist eine wichtige Übergangstechnik ins Zeitalter der reinen Elektromobilität. Seine Vorteile spielt er jedoch nur aus, wenn möglichst viele Kilometer mit dem E-Motor zurückgelegt werden. Genau das war in der ersten Generation der Plug-in-Hybrid-Fahrzeuge (Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) einer der Kritikpunkte: die zu geringe elektrische Reichweite.
Im IAA-Jahr 2019 präsentierte ZF deshalb einen Konzept-Pkw neuen Typs. Mit diesem PHEV ist es erstmals möglich, mit einer Batterieladung deutlich mehr als 100 Kilometer rein elektrisch zurückzulegen; genügend Reichweite für die meisten Autofahrer, den täglichen Weg zum Arbeitsplatz und zurück nach Hause ohne Verbrennungsmotor zu schaffen. Folgerichtig deshalb sein Name: EVplus. „Plug-in Hybride der nächsten Generation sind dank EVplus alltagstaugliche E-Fahrzeuge“, sagt Stephan von Schuckmann, Leiter der ZF-Division Pkw-Antriebstechnik.
Das neue 8-Gang-Hybridgetriebe der vierten Generation verfügt über eine noch stärkere E-Maschine als die aktuelle Version.

Kritik am PHEV: menschliche, nicht technische Ursachen

Kritik am PHEV: menschliche, nicht technische Ursachen
Ende September 2020 sorgte eine Studie des Fraunhofer-Instituts für System- und Innovationsforschung ISI zusammen mit der gemeinnützigen Forschungsorganisation International Council on Clean Transportation (ICCT) für Aufsehen. Die Autoren hatten die Alltagsnutzung von 100.000 Plug-in-Hybrid-Fahrzeugen in Europa, Nordamerika und China untersucht. Das Ergebnis fiel wenig schmeichelhaft aus: „Im Mittel fallen die realen Kraftstoffverbräuche und CO2-Emissionen von Plug-in-Hybridfahrzeugen bei privaten Haltern in Deutschland mehr als doppelt so hoch aus wie im offiziellem Testzyklus, während die Werte bei Dienstwagen sogar viermal so hoch sind“, fasst Fraunhofer-ISI-Hauptautor Dr. Patrick Plötz zusammen.
Damit sei die Abweichung zwischen offiziellen Angaben und realen Erfahrungswerten bei Plug-in-Hybridfahrzeugen sehr viel größer als bei Fahrzeugen mit konventionellem Verbrennungsmotor. Als Grund ermittelten die Forscher, dass Plug-in-Hybridfahrzeuge zu selten geladen werden. Dies reduziert den elektrischen Fahranteil und erhöht damit den Kraftstoffverbrauch und damit die CO2-Emissionen von Plug-in-Hybridfahrzeugen im Alltagsbetrieb.
Ein unnötig hoher Kraftstoffverbrauch und damit verbunden ein zu hoher CO2-Ausstoß sind also nicht technisch, sondern menschlich bedingt. Die Entwickler bei ZF waren sich dieses Problems bewusst und steuern mit zwei digitalen Assistenten gegen. Eingebaut in ihr Konzeptfahrzeug EVplus präsentierten sie Mitte September der Öffentlichkeit den „ZF eDriver Trainer“ sowie die „ZF Zero Emission Zone Manager“.

Durch Information zum optimalen PHEV-Einsatz

Durch Information zum optimalen PHEV-Einsatz
So motiviert der ZF eDriver Trainer den Fahrer dazu, sein Plug-in-Hybrid-Fahrzeug regelmäßig zu laden und vorwiegend elektrisch zu nutzen. Kern der Funktion ist die volle Transparenz über das eigene Fahr- und Ladeverhalten. Durch die umfassende Information rund um den elektrischen Fahrbetrieb sowie durch individuelle Empfehlungen kann jeder PHEV-Fahrer so CO2-arm wie möglich unterwegs sein. Um das Fahrverhalten positiv zu beeinflussen, lässt sich der ZF eDriver Trainer auch an ein Prämienprogramm knüpfen. Auf diese Weise erhalten besonders effiziente Fahrer mit hohem elektrischen Fahranteil und effizienter Fahrweise im Hybridmodus Prämienpunkte, die sie beispielsweise in kostenloses Laden oder Parken umwandeln könnten.
Erst durch regelmäßiges Laden trägt jeder Plug-in-Hybrid zur CO2-Reduktion bei, weil nur dann möglichst viel elektrisch gefahren werden kann.

Automatischer Wechsel in den E-Modus

Automatischer Wechsel in den E-Modus
Ebenfalls einen wirkungsvollen Beitrag zur CO2-Reduktion leistet der ZF Zero Emission Zone Manager. Sobald das damit ausgestattete Fahrzeug in ein Null-Emissions-Gebiet einfährt oder in eine städtische Umweltzone, schaltet der Assistent automatisch in den Elektrofahrmodus. Das System erkennt diese Zonen über das sogenannte Geofencing. Dabei wird über GPS ein virtuell abgegrenztes Gebiet erfasst. Der Fahrer erhält auf seiner Route liegende Umweltzonen im Navigationsdisplay angezeigt. Sobald er in diese einfährt, wird er über ein akustisches und optisches Signal darüber informiert, dass das Fahrzeug innerhalb der Zone nur noch rein elektrisch unterwegs sein wird.
Das intelligente Energiemanagement des Hybridantriebs sorgt in Verbindung mit der Routenplanung des Navigationssystems dafür, dass genügend Batteriestrom fürs Durchfahren der Null-Emissions-Gebiete vorhanden ist. Übrigens, jeder PHEV-Nutzer kann mit dem ZF Zero Emission Zone Manager auch selbst individuelle Null-Emissions-Gebiete erstellen. Dies könnte etwa die eigene tägliche Pendelstrecke sein oder der Heimatort, die dann ebenfalls automatisch elektrisch befahren werden.
„Mit unseren digitalen Assistenten unterstützen wir die PHEV-Fahrer dabei, möglichst viel elektrisch zu fahren. Über Geofencing können wir sicherstellen, dass Plug-in-Hybride in der Stadt und insbesondere in Null-Emissions-Gebieten auch tatsächlich elektrisch unterwegs sind“, nennt ZF-Vorstandsvorsitzender Wolf-Henning Scheider die Hauptvorteile. Es sind Innovationen wie diese, die die Vision vom emissionsfreien Fahren schrittweise wahr werden lassen.

Plug-in-Hybrid europaweit auf dem Vormarsch

Trotz eines leichten Rückgangs im 2. Quartal 2020 (-7,2%) blieben Hybrid-Elektrofahrzeuge (HEV) der meistverkaufte Fahrzeugtyp mit alternativem Antrieb in der Europäischen Union: insgesamt 172.149 zugelassene Einheiten (entspricht einem Anteil von 9,6% am EU-Automarkt).
Quelle: European Automobile Manufacturers Association (ACEA)