SBME

Versorgungssicherheit, Klimaschutz, Wirtschaftlichkeit und bezahlbare Energiekosten.
Schlüssel

Verbrauch, Verteilung, Speicherung, Transport und Erzeugung.

Prozess zur Steuerung eines effizienten Energieeinsatzes.

Erzeuger-management
Verteiler-management
Speicher-management
Nutzer-management

Aufgaben:

Beschaffung von Energieträgern (Strom, Wärme, Brennstoffe)

Verbrauchserfassung und -auswertung

Sensibilisierung des Nutzerverhaltens

Ziel: Energieeinsatz ökonomisch und ökologisch zu optimieren.

Gute Verteilbarkeit
schnell, zuverlässig, sauber, verlustarm
• Sehr gute Steuerbarkeit
schnell und präzise messbar, steuerbar, regelbar
• Sehr gute Nutzbarkeit
in alle Nutzenergieformen umwandelbar
• Gute Speicherfähigkeit
Energie- u. Leistungsdichte technologieabhängig

•  Zuverlässige und effiziente Bereitstellung von Energie durch das KFZBordnetz
• Deckung des zusätzlichen Energiebedarfs (durch neue Verbraucher)
•  Bereitstellung kurzfristiger Spitzenleistungen

Primärenergie:
in geförderten oder importierten
Rohstoffen enthaltene Energie - vor
deren Umwandlung
Verbrauch schwankt über die Jahre um
die 4.000.000 GWh
• Effizienz der Kraftwerke steigt
• jedoch steigt gleichzeitig der
Energiebedarf

Als Primärenergie bezeichnet man in der Energiewirtschaft die Energie, die mit den ursprünglich vorkommenden Energieformen oder Energiequellen zur Verfügung steht, etwa als Brennstoff (z. B. Kohle oder Erdgas), aber auch Energieträger wie Sonne, Wind oder Kernbrennstoffe. Primärenergie kann durch einen (mit Verlusten behafteten) Umwandlungsprozess in Sekundärenergie umgewandelt werden. Primär- oder Sekundärenergie wird nach Übertragungsverlusten zu vom Verbraucher nutzbarer Endenergie.

• durch zunehmende Sonderausstattungen:
• Klimatisierung
• Frontscheibenheizung
• Sitzheizung
• elektromechanische Stellmotoren (Sitze / Spiegel)
• Multimediasysteme
• Fahrerassistenzsysteme
• Generator kann aber nur begrenzt diese Leistung bereit stellen

Verbraucher müssen intelligent geschalten werden (Energiemanagement)

bester Betriebsbereich von Lithium Ion Batterien: ~20 °C
• erhöhte Temperaturen (> 45°C) beschleunigen Alterungsprozesse
geringere Lebensdauer
• Sehr niedrige Temperaturen senken die Kapazität extrem ab
Lösung:
Batterien werden klimatisiert
• Vorkonditionieren der Batterie bei Minusgraden
Aber:
Zusätzlicher Energieverbrauch zu Lasten der Reichweite

Farbskala gibt Co2 Effizienzklasse an
• Beurteilt wird dabei nach CO2 Ausstoß
und Fahrzeugleergewicht
Weitere Informationen über:
• Kfz Steuer
• Kosten für Kraftstoff für 20.000 km bei
einem durchschnittlichen Kraftstoffpreis
(legt Bundeswirtschaftsministerium 1x im Jahr fest)

Label nur Unterstützung
• einfacher Vergleich innerhalb Fahrzeugklassen
• allgemeingültige Aussagen schwer
• mitunter Bevorzugung von schweren Fahrzeugen
• großer Einflussfaktor auf Verbrauch: Fahrweise

Ein Hybridfahrzeug bezeichnet ein Fahrzeug, in dem mindestens zwei
Energieumwandler und zwei Energiespeichersysteme (im Fahrzeug eingebaut)
vorhanden sind, um das Fahrzeug anzutreiben.

• E-Maschine bietet konstant hohe Drehmomente bei niedr. Drehzahlen
• Betriebspunktoptimierung:
    Betrieb des VM in Bereich seines besten Wirkungsgrades
     Betrieb des VM in Bereichen mit geringen Schadstoffemissionen
• Leistungsneutrales Downsizing: Einsatz kleinerer Verbrennungsmotoren
• Downspeeding: länger übersetztes Getriebe bei gleichbleibender Fahrleistung
• Bremsenergierückgewinnung: Rückgewinnung von Bewegungsenergie in
Antriebsenergie
• Rein Elektrisches Fahren möglich bei bestimmten Hybridkonfigurationen!

deutlich höhere Kosten
• gesteigerter Entwicklungsaufwand
• komplexeres Systemverständnis nötig
• zusätzliches Gewicht im Fahrzeug

keine mechanische Verbindung vom VM zur angetriebenen Achse
2 E-Maschinen notwendig
• VM stellt Energie für Antriebsmaschine oder zum Laden der
Hochvoltbatterie
• EM können motorisch und generatorisch betrieben werden
• Antriebsmaschine muss entsprechend
der gewünschten Höchstgeschwindigkeit
ausreichend dimensioniert werden
• Zwischenspeicherung elektrischer
Energie macht mehrmalige
Energiewandlungen nötig
Verschlechterung des Wirkungsgrades

Paralleler Hybridantrieb (2)
• beide Zweige können je nach Fahrsituation und Konfiguration
abgeschaltet werden (in einigen Ausführungen)
• zweite EM grundsätzlich nicht nötig (vgl. serieller Hybrid)
• Leistungsaddition kleiner dimensionierte Maschinen ausreichend
• E-Maschine muss nicht auf Höchstgeschwindigkeit
ausgelegt werden
• geringere Energiewandlungsverluste
(bessere Wirkungsgrade)
• Betrieb von Verbrennungsmotor im
Bereich optimaler Wirkungsgrade ist
nur noch bedingt realisierbar

Leistungsverzweigter Hybridantrieb (3)
• mechanische Antriebsleistung wird in einem mechanischen und einem
elektrischen Zweig erzeugt
• klassisches Getriebe wird bei dieser Topologie nicht benötigt (variable
Übersetzung des Planetengetriebes)
• Ermöglicht Betrieb des Verbrennungsmotors in
einem wirkungsgradoptimalen Betriebspunkt
(Lastpunktanhebung/Lastpunktabsenkung)
• elektrisches, verbrennungsmotorisches
und kombiniertes Fahren möglich
• hoher konstruktiver Aufwand
• hohe Kosten
• komplexe Steuerung

Elektrische Nenntraktionsleistung bezogen auf die
gesamte Nenntraktionsleistung

H=Pel(Pel+Pmech)

h0 verbrenn   h1 efahr

Anwendung Elektrische Reichweite Energie-/Leistungsanforderung
Mild-Hybrid-PKW keine elektrische Reichweite 0,5 bis 1 kWh / < 20 kW
Full-Hybrid-PKW kurze elektr. Reichweite 1 bis 3 kWh / 25 bis 50 kW
Elektrofahrzeug > 150 km > 20 kWh / > 40 kW
Hybridbus begrenzte elektrische Reichweite > 10 kWh / > 80 kW