Die mobile Zukunft gestalten.

Transkript

1 Die mobile Zukunft gestalten.

2 Einsatz eines Elektrofahrzeuges im Langstreckenbetrieb Praxistest Schnellladen und Range Extender Peter Kersten und Jürgen Krome Lippstadt, Dezember /2014 2

3 Inhalt > 01 Die Zielsetzung > 02 Die Auswahl der Teststrecke > 03 Das elektrische Schnellladen (Quick-Charge) > 04 Das Fahren mit Range Extender > 05 Der Testverbrauch > 06 Das Fazit 12/2014 3

4 Die Zielsetzung 12/2014 4

5 Die Zielsetzung > Es wird ein Praxistest für längere Strecken außerhalb der Reichweite des reinen Batteriebetriebes elektrisch angetriebener Fahrzeuge (BEVs) durchgeführt. > Als Testfahrzeug wird ein Elektroauto vom Typ BMW i3 mit Range Extender gewählt. > Es wird ein Praxisversuch der DC Schnellladepunkte durchgeführt, die im Rahmen des Schaufenster-Projektes Bayern-Sachsen Elektromobilität entlang der Autobahn A9 von Leipzig nach München installiert wurden. > Es wird die Funktionalität des Range Extender-Moduls im Langstreckenbetrieb getestet. > Es wird der elektrische Energieverbrauch bei verschiedenen Fahrbedingungen gemessen. 12/2014 5

6 02 Die Auswahl der Teststrecke 12/2014 6

7 Die Auswahl der Teststrecke > Teilstrecke von Lippstadt nach Lauf im Betriebsmodus "Ladezustand halten" bei Einsatz des Range Extenders > Elektrisches Schnellladen an den DC Schnellladepunkten (QC: Quick Charge) entlang der Autobahn A9 in Lauf, Ingolstadt und München Hamburg Lippstadt Kassel Fulda Leipzig Berlin > Auswahl des Betriebsmodus "ECO PRO+", um den Einfluss der Nebenverbraucher möglichst gering zu halten (bis auf ein kurzes Teilstück) Erlangen QC QC Lauf Ingolstadt QC München 12/2014 7

8 03 Das elektrische Schnellladen (Quick-Charge) 12/2014 8

9 Das elektrische Schnellladen (Quick-Charge) > Mode 2 Haushaltssteckdose (Stromstärke: gering, reduziert, maximal) typische Ladezeiten: 8 Stunden > Mode 3: AC Ladestation typische Ladezeiten: 3 4 Stunden > Schnellladen: DC Schnellladestation (QC: Quick Charge) typische Ladezeiten: 80% in 30 Minuten 12/2014 9

10 Das elektrische Schnellladen (Quick-Charge) 12/2014 Lauf (2x) Ingolstadt (2x) München (1x) 4,9 kwh 5,0 kwh Abrechnung: SMS 15,1 kwh 7,4 kwh Abrechnung: kostenlos 17,4 kwh Abrechnung: kostenlos 10

11 Das elektrische Schnellladen (Quick-Charge) > 2 Ladevorgänge wurden an der DC Schnellladestation in Lauf durchgeführt. > Die Bezahlung in Lauf kann wahlweise über den Provider intercharge ( per App erfolgen oder per SMS. > Für den Test wurde die Abrechnung per SMS gewählt. Mit dem Startcode, der via SMS versendet wurde, konnte die Ladezeit (10 min, 20 min, 30 min) gewählt werden, die Abrechnung erfolgte über den Mobilfunkanbieter (3, 6, 9 ). > 2 Ladevorgänge wurden an der DC Schnellladestation in Ingolstadt durchgeführt (kostenlos). > 1 Ladevorgang wurde an der DC Schnellladestation in München (BMW-Welt) durchgeführt (kostenlos). > Der HV-Ladestrom und die HV-Ladespannung wurden mit Hilfe eines Hella Gutmann Diagnosetesters aufgenommen. > Insgesamt wurden 49,74 kwh elektrische Energie aufgenommen. 12/

12 Das elektrische Schnellladen (Quick-Charge) Elektrisches Schnellladen (QC) in der BMW Welt München 12/

13 Das elektrische Schnellladen (Quick-Charge) > Der Ladevorgang wurde bei einem Ladezustand (SOC)* von 7,4% gestartet. > Nach 12 Minuten wurde ein Ladezustand von 40,2% (SOC) gemessen bei einem konstanten Ladestrom von 125 A sowie einer maximalen Ladeleistung von 48 kw. > Nach 12 Minuten wurde eine Verringerung des HV-Ladestromes festgestellt, die HV-Ladespannung pendelte sich auf einen konstanten Wert von 393,4 V ein. > Folgende Ladezustände (SOC) in % wurden erreicht: nach 12 Minuten: 40,2% nach 20 Minuten: 68,2% nach 30 Minuten: 84,9% * SOC: State of Charge 12/

14 Das elektrische Schnellladen (Quick-Charge) Batteriespannung in V 400,0 390,0 380,0 370,0 360,0 350,0 340,0 140,0 120,0 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 Ladestrom in A 330,0 0,0 0:00 0:07 0:14 0:21 0:28 0:36 0:43 0:50 0:57 Ladezeit in Minuten Batteriespannung (rot) und Ladestrom (blau) in Abhängigkeit der Ladezeit (QC-BMW Welt München) 12/

15 Das elektrische Schnellladen (Quick-Charge) 120 Ladezustand (SOC) in % :00 0:14 0:28 0:43 0:57 Ladezeit in Minuten Ladezustand (SOC) in % in Abhängigkeit der Ladezeit (QC-BMW Welt München) 12/

16 04 Das Fahren mit Range Extender 12/

17 Das Fahren mit Range Extender > Der Range Extender kann wahlweise zur Ladungserhaltung oder als Reserve bei niedrigem Ladezustand eingesetzt werden. > Der Range Extender ist aus einem Zweizylinder-Benzinmotor mit 650 ccm Hubraum und einer Leistung von 25 kw sowie einem Generator aufgebaut. > Die Funktion "Ladezustand halten" kann bei einem Ladezustand (SOC) 70% eingestellt werden. > Wird bei gewählter Funktion "Ladezustand halten" mehr Leistung benötigt, wird elektrische Energie aus der Batterie entnommen, um beispielsweise in der Ebene Geschwindigkeiten von größer 120 km/h zu realisieren. > Verringert sich der Leistungsbedarf, wird der Range Extender so lange weiterbetrieben, bis der zuvor eingestellte Ladezustand wieder erreicht ist. 12/

18 Das Fahren mit Range Extender > Der Range Extender wird auch aktiviert, wenn der Ladezustand (SOC) der Batterie einen Wert 6% erreicht. > Beim Fahren mit Range Extender steht die volle Fahrdynamik zur Verfügung, beispielsweise für Überholmanöver oder hohe Geschwindigkeiten an Steigungen. > Die Batterie stellt kurzfristig die Leistungsdifferenz zur Verfügung, wenn die benötigte Antriebsleistung die Leistung des Range Extenders von 25 kw überschreitet. > Einschränkungen in der Fahrdynamik werden erst dann registriert, wenn der Ladezustand der Batterie einen SOC-Wert von 0% erreicht. > Insbesondere an Steigungen wird dann eine deutlich verringerte Höchstgeschwindigkeit gemessen. 12/

19 05 Der Testverbrauch 12/

20 Der Testverbrauch Etappe von bis Distanz in km Treibstoff in Liter 1 Biggenkopf Petersburg 146 8, Petersburg Haidt 118 7, Haidt Erlangen 63, Erlangen Lauf 55,6 7,5 4,9 E-Laden in kwh 5 Lauf Ingolstadt 94, ,1 6 Ingolstadt München 79, ,4 7 München Ingolstadt 86, ,4 8 Ingolstadt Lauf 91,5 7,5 5,0 9 Lauf Riedener Wald 124 7, Riedener Wald Hasselberg 152 6, Hasselberg Biggenkopf 77,9 6,5 --- Σ ,7 49,8 12/

21 Der Testverbrauch > Zur Auswertung des Energieverbrauches (in kwh/100 km) wurden die Werte des Bordcomputers genutzt. > Messungen auf dem KFE Rollenprüfstand hatten zuvor ergeben, dass die Werte des Bordcomputers mit den gemessenen Werten mit einer Genauigkeit von 5% übereinstimmen. Hierzu wurde die Batteriespannung und der Batteriestrom mit Hilfe des Hella Gutmann Diagnosetesters gemessen. > Folgende Werte wurden im Betriebsmodus "ECO PRO+" gemessen: Durchschnittsgeschwindigkeit / Energieverbrauch (Distanz) 82 km/h / 12,7 kwh/100 km (147 km) 109 km/h / 15,6 kwh/100 km (119 km) 12/

22 06 Das Fazit 12/

23 Das Fazit > Mit dem Range Extender lassen sich auch längere Überlandstrecken problemlos meistern, hierbei steht die volle Fahrdynamik zur Verfügung. > Für Überholmanöver oder hohe Geschwindigkeiten an Steigungen wird der zusätzliche Leistungsbedarf von der Batterie bereitgestellt. > Einschränkungen in der Fahrdynamik werden erst registriert, wenn der Ladezustand der Batterie einen Wert von SOC = 0% erreicht. > Neben dem Range Extender erweitern die Schnellladepunkte die Mobilität für Elektrofahrzeuge außerhalb urbaner Bereiche und ermöglichen so längere Überlandfahrten. > Mit einer maximalen Ladeleistung von 48 kw kann der Ladezustand (SOC) der Batterie in 30 Minuten um 77,5% gesteigert werden. 12/

24 Lassen Sie uns gemeinsam die mobile Zukunft gestalten 12/