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Entwicklung eines erweiterten Reichweiten- und Energiemanagements für Elektrofahrzeuge unter Beachtung der gewünschten Fahrtstrecke

Die Reichweite von Elektrofahrzeugen ist nach wie vor eine der zentralen Problemstellungen, wenn es um die Zukunft der Mobilität geht. So werden von den Automobilherstellern stetig neue Elektroautos entwickelt und auf den Markt gebracht, mit denen nun auch das Fahren von Langstrecken möglich ist. Allerdings ist auch bei neueren Modellen das Vertrauen in ein E-Fahrzeug noch nicht vollständig gegeben. Es besteht somit nach wie vor ein Bedarf für ein effizientes Reichweiten- und Energiemanagement, sodass die in der Batterie gespeicherte Energie optimal genutzt werden kann. Dabei steigt nicht nur das Vertrauen der Kunden in ihr jeweiliges Fahrzeug, auch die Automobilhersteller können die so gewonnenen Erkenntnisse zur Optimierung der Batterien in ihren Fahrzeugen nutzen.

Am Institut für Energieeffiziente Mobilität (IEEM) der Hochschule Karlsruhe - Technik und Wirtschaft wird daher an der Entwicklung eines erweiterten Energiemanagements unter Beachtung der gewünschten Fahrtstrecke gearbeitet.

Ziel dieser Forschungstätigkeit ist es, die energetisch passende Route unter Berücksichtigung aller elektrischer Nebenverbraucher zu finden und gleichzeitig durch eine Regelung des Energieverbrauchs die Ankunft am Zielort zu garantieren. Diese Lösung beinhaltet die optimale Verbindung von Energiemanagement und Navigation.

Hierfür erfolgt vor Fahrantritt, als auch permanent während der Fahrt, eine prädiktive Berechnung des Energiebedarfs für die Gesamtfahrtstrecke, welcher mit der verbleibenden Restenergie in der Batterie verglichen wird. Um die voraussichtlich benötigte Energie exakt zu berechnen wird sowohl der Antriebsstrang des E-Fahrzeugs, als auch die elektrischen Nebenverbraucher betrachtet. Vor allem die energieintensive Klimatisierung des Fahrzeuginnenraums wird dabei detailliert berücksichtigt, um den Gesamtenergiebedarf der Route exakt vorherzusagen.

Wenn der vorhergesagte Energiebedarf für die Reststrecke annähernd so hoch oder höher ist als die aktuell vorhandene Restenergie, wird zudem ein „Maßnahmen-Set“, bestehend aus Regelungen von Nebenverbrauchern, Hinweisen an den Fahrer über ressourcenschonende Fahrweisen und alternative Ausweisung von Routenoptionen eingeleitet, um das Erreichen des Ziels zu gewährleisten. Die Maßnahmen werden dabei so effektiv wie möglich gewählt, dass der Fahrer sein Ziel erreicht, ohne unnötige Unannehmlichkeiten, beispielsweise ein vollständiges Ausschalten der Klimatisierung, zu erdulden.

Grundlage dieses Reichweiten- und Energiemanagements ist ein Algorithmus, der gemeinsam von Prof. Dr.-Ing. Reiner Kriesten, Studiendekan des Masterstudiengangs Automotive Systems Engineering an der Hochschule Karlsruhe, am dortigen Institut für Energieeffiziente Mobilität (IEEM) mit den Kooperationspartnern ITK Engineering GmbH, IPG Automotive GmbH und dem KIT entwickelt wurde.

„Das Vertrauen in E-Fahrzeuge zu steigern ist eine Kernaufgabe, um diese Technologie auf dem Markt durchzusetzen. Neben physikalischen Verbesserungen, beispielsweise durch höhere Batteriekapazitäten, sind hier intelligente Algorithmen eine hervorragende Option, die zudem die Fahrzeugkosten nicht in die Höhe treiben. Denn aus einer Implementierung von entsprechenden Algorithmen in die Software resultieren nur vernachlässigbare Kosten für den Fahrzeughersteller. Die Kopplung der Navigations- und Energiemanagement-Systeme ist besonders für Erstausrüster der Automobilbranche von Interesse, die diese Verbindung für ihre integrierten Navigationssysteme gewinnbringend nutzen können“, so Prof. Dr.-Ing. Reiner Kriesten.

Verantwortlich:

Projektleitung

  • Prof. Dr. Reiner Kriesten

Ansprechpartner

  • Yannick Rauch B.Eng.

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Kontakt

Prof. Dr.-Ing. Reiner Kriesten
Tel.: +49 (0)721 925-1423 oder -1747
E-Mail: reiner.kriestenspam prevention@hs-karlsruhe.de

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