Was elektrisiert die Nutzer am E-Fahrzeug das Fahrerverhalten im E-Mini

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1 Was elektrisiert die Nutzer am E-Fahrzeug das Fahrerverhalten im E-Mini Prof. Dr. phil. Klaus Bengler emonday Projekt emuc

2 Ausgangssituation/Motivation Wie muss die Antriebscharakteristik eines Elektrofahrzeuges ausgelegt werden, damit ein potentieller Nutzer es möglichst gerne fährt? Feldversuch mit E-Mini als Beitrag für die künftige Entwicklung elektrischer Antriebsstränge Prof. Dr. phil. Klaus Bengler*, Magnus Helmbrecht 2

3 Besonderheiten des Elektrischen Fahrens Verbrennerfahrzeug (ICE) > 600 km Reichweite > Tankstellen (D,2014) Auftanken < 5 min Elektrofahrzeug (EV) < 200 km Reichweite Ladesäulen (D,2014) Ladedauer > 30 min aber: Stufenloses Beschleunigen Drehzahl-Drehmoment-Verhalten Rekuperation Ein-Pedal-Bedienung (One-Pedal-Drive) Prof. Dr. phil. Klaus Bengler*, Magnus Helmbrecht 3

4 Fahrdynamik, Reichweite und Fahrerverhalten Ladedauer Lademöglichkeit Gewöhnung Antriebscharakteristik Reichweite Fahrerlebnis Fahrweise effizient, komfortabel, sportlich Helmbrecht 2015 Wie wird das Elektrofahrzeug im Alltag gefahren? Nutzung des One-Pedal-Drive Anpassung der Fahrweise an das EV Umgang mit der Reichweite Wechsel zwischen Fahrzeugen (4) maps.google.de Prof. Dr. phil. Klaus Bengler*, Magnus Helmbrecht 4

5 Schnelles Erlernen des One-Pedal-Drive Bereits im Erstkontakt: Tendenziell weniger Nutzung der mechanischen Bremse des E-Mini als vergleichbar starkes Bremsen im Verbrennerfahrzeug 30% der Probanden verzichten von Beginn an auf die Betätigung der mechanischen Bremse 96% der Probanden bewerten den One-Pedal-Drive als angenehm und sehen darin einen wesentlichen Vorteil von EV Erlernen des One-Pedal-Drive erfolgt im Minuten-Zeitraum One-Pedal-Drive wird von den Fahrern gemocht und genutzt (1) Prof. Dr. phil. Klaus Bengler*, Magnus Helmbrecht 5

6 Veränderungen der Fahrweise bei längerer Nutzung n = 43; Mehrfacheinteilung möglich individuelles alltägliches Fahrverhalten mit dem EV unabhängig von Fahrweise im Verbrenner, Fahrerfahrung im E-Mini und Grad der intermittierenden Nutzung Der E-Mini erlaubt die volle Bandbreite an Fahrstilen (2) n = 43; Mehrfacheinteilung möglich (2) Prof. Dr. phil. Klaus Bengler*, Magnus Helmbrecht 6

7 Tatsächlicher Reichweitenbedarf Im Versuchszeitraum (5 Monate) aufgezeichnete Fahrten: Histogramm der Streckenlängen aller Fahrten 95% aller Fahrten unter 41 km Kaum Fahrten über 60 km Großteil der Fahren unter 20 km n = 43 (1) Objektiv geringe Einschränkung durch die Reichweite (160 km) des E-Mini Prof. Dr. phil. Klaus Bengler*, Magnus Helmbrecht 7

8 Reichweitenerhöhung durch optimierte Fahrweise Testfahrt auf 31 km langer Referenzstrecke, nach 2,5 Monaten E-Mini Erfahrung: Fahren Sie sparsam! Durchschnittlich 23% (SD = 13%) Energie-Einsparung gegenüber normaler Fahrweise Signifikant höherer Konstantfahrtanteil auf allen Streckenabschnitten (3) Reichweite allein durch Optimierung der Fahrweise entscheidend erweiterbar Prof. Dr. phil. Klaus Bengler*, Magnus Helmbrecht 8

9 Reichweitenerhöhung durch effiziente Klimatisierung Klimaanlage im EV größter Nebenverbraucher: 1. Reduktion der Klimalast Thermische Isolierung Innenraum Verringerung thermischen Eintrags durch Strahlung Reduktion thermischer Massen TUM CREATE, Goran Marinkovic, RP4 Prof. Dr. phil. Klaus Bengler*, Magnus Helmbrecht 9

10 Reichweitenerhöhung durch effiziente Klimatisierung Klimaanlage im EV größter Nebenverbraucher: 2. Optimierung der Luftströme Lokale Klimazonen (Kopf warm, Füße kalt) Vertikale Temperaturschichtung Körpernahe aktive Be-&Entlüftung im Sitz Prof. Dr. phil. Klaus Bengler*, Magnus Helmbrecht 10

11 Weiterer Forschungsbedarf Kundenanforderungen Welche besonderen Anforderungen haben die Kunden an das Elektrofahrzeug? Use-Cases für Elektrofahrzeuge (Car-Sharing, Firmen-Flotten, Privat) Geeignete Darstellung von relevanten Informationen (Reichweite, Fahrstil, Eco-Modus) Outlander PHEV (Mitsubishi) Individualisierungsmöglichkeiten/ Customization: - dynamisch (HMI, Rekuperation) - statisch (Leistung, Reichweite, ADAS) i3 (BMW) Prof. Dr. phil. Klaus Bengler*, Magnus Helmbrecht 11

12 Weiterer Forschungsbedarf Effizientes Fahren Wie kann die Reichweite durch optimierte Fahrprofile erhöht werden? Assistenzsysteme für effizientes Fahren (ggf. als Smartphone-Applikation) - Beschleunigungsverhalten - Einsatz der Rekuperation - Anfahren von Ampeln und Kreuzungen Effiziente Verkehrsnetze - konstante Geschwindigkeiten - Vermeidung von Standzeiten - Ausnutzung des Rekuperationspotentials KOLIBRI URBAN Prof. Dr. phil. Klaus Bengler*, Magnus Helmbrecht 13

13 Vielen Dank! Prof. Dr. phil. Klaus Bengler Lehrstuhl für Ergonomie Technische Universität München Tel Prof. Dr. phil. Klaus Bengler*, Magnus Helmbrecht 14

14 Literatur (1) Helmbrecht, M.; Olaverri-Monreal, C.; Bengler, K.; Vilimek, R.; Keinath, A. (2014). How Electric Vehicles Affect Driving Behavioral Patterns. In: Intelligent Transportation Systems Magazine, IEEE (6,3). pp DOI: /MITS (2) Helmbrecht, M.; Rolnik, R.; Bengler, K.; Vilimek, R. (2014). Identifying Types of Driver in Electric and Conventional Vehicles. Proceedings from the FISITA 2014 World Automotive Congress, 2-6 June 2014, Maastricht. Executive Track, F2014-AHF-017. (3) Helmbrecht, M.; Bengler, K.; Vilimek, R. (2013). Strategies for Efficient Driving with Electric Vehicles. In E. Brandenburg, L. Doria, A. Gross, T. Günzler, H. Smieszek (Hrsg.), Grundlagen und Anwendungen der Mensch-Maschine-Interaktion Foundations and Applications of Human- Machine Interaction 10. Berliner Werkstatt Mensch-Maschine-Systeme Oktober 2013 (S ). ZMMS, Technische Universität Berlin, prometei graduiertenkolleg. (4) Helmbrecht, M.; Bengler, K.; Vilimek, R. (2013). Adaptations in Driving Efficiency with Electric Vehicles. In Masaaki Kurosu (Ed.), 15th International Conference, HCI International 2013 Las Vegas, NV, USA, July 21-26, 2013 Proceedings, Part II, DOI / _65,Springer Heidelberg Dordrecht London New York. Prof. Dr. phil. Klaus Bengler*, Magnus Helmbrecht 15