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Plug-in-Hybrid: Effizienztreiber Software

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Aktuelle Serienkomponenten plus eine verbesserte Software-Ausstattung lassen beim PHEV schon heute die Mobilität der nächsten Generation wahr werden.
Frank Thoma, 18. August 2021
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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.
Egal, ob großflächige Überschwemmungen, plötzliche Dürren oder anhaltende Hitzeperioden: Längst ist der Klimawandel kein heiß umstrittenes Thema theoretischer Diskussionen mehr – er ist real. Verantwortlich dafür ist der Kohlendioxidanstieg in der Atmosphäre, verursacht durch den Menschen. Ernährungsgewohnheiten, Landwirtschaft, Industrie, Energieerzeugung und Verkehr sind die Treiber des CO2-Anstiegs. Nur wenn in all diesen Bereichen massiv gegengesteuert wird, lässt sich das Ziel des Pariser Klimaabkommens erreichen, die globale Erderwärmung auf maximal 1,5 Grad Celsius zu begrenzen.

Beim Verkehr gilt die Elektromobilität als Lösung für das CO2-Problem, vorausgesetzt, auch die Stromerzeugung erfolgt nachhaltig und ohne den Einsatz fossiler Brennstoffe. Angesichts der bereits sichtbaren klimatischen Auswirkungen ist es nötig, schnell den CO2-Ausstoß von Fahrzeugen zu senken. Bis ein großer Anteil der weltweiten Fahrzeugflotte rein elektrisch und klimaneutral unterwegs ist, werden noch Jahre vergehen. Mit der Plug-in-Hybridtechnik existiert inzwischen jedoch ein ausgereiftes Antriebskonzept, um den Treibhausgasausstoß sofort zu minimieren.

Umstrittene Entscheidung zum Ende des Verbrenners

Umstrittene Entscheidung zum Ende des Verbrenners

Dieser praktische Lösungsansatz hat nun einen Dämpfer erhalten. Mitte Juli 2021 hat die EU-Kommission weitreichende Pläne für mehr Klimaschutz vorgestellt als Teil ihres Gesetzespakets „Fit for 55“. Ziel von "Fit for 55" ist, bis zum Jahr 2030 mindestens 55 Prozent des CO2-Ausstoßes im Vergleich zu 1990 einzusparen. Eine der von der EU-Kommission vorgeschlagenen gesetzlichen Maßnahmen ist ein Verkaufsverbot für Neuwagen mit Verbrennungsmotor vom Jahr 2035 an. Dies schließt auch die Verbrenner in PHEVs ein. Nach aktuellem Stand der Technik lassen sich Autos mit Verbrennungsmotoren in großem Maßstab jedoch nur durch reine Elektroautos ersetzen. Dies ist unter anderem deshalb problematisch, da aktuell die Ladeinfrastruktur bei weitem noch nicht leistungsfähig genug ist, um die ständig wachsende E-Fahrzeugflotte zu laden. Der Einsatz von Plug-in-Hybriden mit möglichst hohem elektrischen Fahranteil sorgt jedoch sofort für eine deutliche Reduktion der CO2-Emissionen bei gleichzeitiger Entlastung des Ladenetzes.

Mehr elektrische Reichweite mit dem PHEV der neuesten Generation

Mehr elektrische Reichweite mit dem PHEV der neuesten Generation

Bereits im Jahr 2019 präsentierte ZF einen Konzept-Pkw neuen Typs, der bis heute immer weiterentwickelt wurde. Modernste Hardware und Software haben die Energieeffizienz des Fahrzeugs merklich gesteigert. Antriebsbasis dieses Konzeptfahrzeugs ist das für seine Effizienz bekannte 8-Gang-Automatikgetriebe von ZF, dessen Gehäuse auch einen leistungsstarken Elektromotor enthält. So wird aus diesem PHEV auf den mittellangen Strecken des Alltags ein vollwertiges E-Mobil. Bei diesem PHEV ist es inzwischen möglich, mit einer Batterieladung rund 150 Kilometer rein elektrisch zurückzulegen - genügend Reichweite für die meisten Autofahrer, den täglichen Weg zum Arbeitsplatz und zurück nach Hause ohne Verbrennungsmotor zurückzulegen. Der Verbrenner kommt üblicherweise nur noch bei Langstreckenfahrten zum Einsatz. Folgerichtig deshalb sein Name: EVplus. „Plug-in Hybride der nächsten Generation sind dank EVplus alltagstaugliche E-Fahrzeuge“, sagt Stephan von Schuckmann, ZF-Vorstandsmitglied und Leiter der Division Electrified Powertrain Technology.
Das neue 8-Gang-Hybridgetriebe der vierten Generation verfügt über eine noch stärkere E-Maschine als die aktuelle Version.

Effizienzgewinn durch digitale Assistenten

Effizienzgewinn durch digitale Assistenten

Damit ein PHEV wie der EVplus von ZF seine Vorteile ausspielen kann, müssen Fahrer oder Fahrerin ihn möglichst viel elektrisch bewegen. ZF entwickelte deshalb zwei digitale Assistenten und integrierte sie in den EVplus. Sie erinnern den Fahrer nicht nur daran, möglichst viel elektrisch zu fahren, sie sorgen auch situationsgerecht für das optimale Zusammenspiel von Verbrennungsmotor und E-Maschine. Die Namen der Apps sind „ZF eDriver Trainer“ und „ZF Zero Emission Zone Manager“. Generell spielt Software spielt große Rolle, um Effizienzpotenziale im realen Betrieb in handfeste Vorteile umzuwandeln.

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 unterwegs rund um den elektrischen Fahrbetrieb sowie durch individuelle Empfehlungen kann jeder PHEV-Fahrer so effizient und CO2-arm wie möglich unterwegs sein. Selbst ein Anreizsystem ist vorhanden: „Bei vorausschauender Fahrweise kann der Fahrer sogenannte ZF Coins erwerben, die sich beispielsweise fürs kostenloses Laden oder Parken einsetzen lassen“, sagt Christoph Schill, ZF-Ingenieur in der Vorentwicklung für Antriebstechnik.
Gerade in Wohngebieten wächst die Zahl der Null-Emissions-Zonen. Sofern der Plug-in-Hybrid mit Verbrennungsmotor unterwegs ist, wechselt der ZF Zero Emission Zone Manager bei Einfahrt in die Umweltzone automatisch in den elektrischen Fahrbetrieb.

Automatischer Wechsel in den E-Modus

Automatischer Wechsel in den E-Modus

Ebenfalls einen wirkungsvollen Beitrag zur CO2-Reduktion leistet die Software „ZF Zero Emission Zone Manager“. Durch ihn verhält sich der EVplus automatisch wie ein reines E-Fahrzeug in einer Null-Emissions-Zone. Sofern nicht sowieso elektrisch gefahren wird, schaltet die App bei der Einfahrt automatisch vom Verbrenner auf den E-Motor um. In der Zone kann der Fahrer diese Einstellung auch nicht mehr verändern. Das System erkennt Null-Emissions-Zonen via Geofencing. Übrigens, der Fahrer erhält nicht nur die auf seiner Route liegenden Umweltzonen im Navigationsdisplay angezeigt, er kann auch eigene Zonen definieren, in denen er nur rein elektrisch fahren will. 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.
Für Ingenieur Christoph Schill ist der Versuchsträger EVplus ein Beispiel für die perfekte Umsetzung des ZF-Mottos „Next Generation Mobility. Now.“ zur diesjährigen IAA, denn: „Sämtliche im EVplus verbauten wichtigen Komponenten wie Antriebsstrang, Leistungselektronik oder das Batteriemanagement sind bereits in Serie. Die Technik ist also sofort verfügbar.“
„Sämtliche im EVplus verbauten wichtigen Komponenten wie Antriebsstrang, Leistungselektronik oder das Batteriemanagement sind bereits in Serie. Die Technik ist also sofort verfügbar.“
Christoph Schill, Vorentwicklung Antriebstechnik

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Im ersten Quartal 2021 machten Hybrid-Elektrofahrzeuge 18,4 Prozent des gesamten Pkw-Absatzes in der EU aus, was ihren Marktanteil innerhalb eines Jahres fast verdoppelte. Plug-in-Hybride machten weitere 8,2 Prozent der EU-Zulassungen aus.