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55,80 €ISBN 978-3-8191-0572-2Softcover124 pages52 figures182 g21 x 14,8 cmGermanThesis
March 2026
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Manfred Dollinger
Untersuchung des Verbrauchs und der Treibhausgasemission von batterieelektrischen und brennstoffzellenbetriebenen Personen- und Lastkraftwagen mit modellgestützten Prognosen bis 2050
Der Verkehrssektor steht vor der Herausforderung, Energieverbrauch und Treibhausgasemissionen nachhaltig zu senken. Darüber, wie dies konkret geschehen soll, gehen die Ansichten auseinander, wobei viele dieser Ansichten weniger auf objektiven Tatsachen als auf subjektiven Meinungen gründen. Physisch existierende Systeme lassen sich experimentell studieren, aber für künftige Systeme gilt dies naturgemäß nicht. Man braucht so etwas wie eine prädiktive Messtechnik, die die Eigenschaften künftiger Systeme so objektiv und reproduzierbar beschreibt, wie es die konventionelle Messtechnik für existierende Systeme leistet. Die vorliegende Arbeit beschreibt einen solchen Weg zur Bewertung heutiger und künftiger Antriebstechnologien (batterieelektrisch, brennstoffzellenbetrieben, erdgasbetriebene Verbrenner). Mit physikalisch-technologisch fundierten Fahrzeug- und Antriebsmodellen werden Pkw, leichte Nutzfahrzeuge und mittelschwere Lastkraftwagen unter realitätsnahen Einsatzbedingungen simuliert und ihre ökologische Leistungsfähigkeit bis zum Jahr 2050 prognostiziert.
Die entwickelten Fahrzeugmodelle bilden die auf das Fahrzeug wirkenden physikalischen Kräfte sowie Umgebungsbedingungen wie jahreszeitliche Temperatureinflüsse oder topografische Höhenprofile ab. Unterschiedliche Fahrweisen werden durch die Anwendung standardisierter Fahrzyklen wie NEDC und WLTP systematisch berücksichtigt. Der Vergleich mit heutigen Fahrzeugdaten validiert diese Modellwelt in überzeugender Weise und insbesondere ohne nachträgliche Parameteranpassungen. Dies erlaubt die Extrapolation in die Zukunft, indem vorhersehbare Verbesserungen bei Komponenteneigenschaften berücksichtigt werden. Die Modellprädiktionen sind absolut transparent und dadurch unabhängig überprüfbar.
Die Prognosen bis 2050 lassen eine deutliche Reduktion von Verbrauch und Emissionen mit Unterschieden nach Fahrzeugklasse und Einsatzprofil erwarten. Bei Pkw und leichten Nutzfahrzeugen besitzen batterieelektrische Antriebe objektive Vorteile, während bei mittelschweren Lastkraftwagen brennstoffzellenbetriebene Antriebe mit zunehmender Reichweite und Nutzlast immer attraktiver werden. Die physikalisch-objektiv begründeten Ergebnisse der vorliegenden Arbeit liefern einen beachtenswerten Beitrag zu einer Versachlichung der Diskussion um den besten Pfad zu einer emissionsarmen Mobilität.
Die entwickelten Fahrzeugmodelle bilden die auf das Fahrzeug wirkenden physikalischen Kräfte sowie Umgebungsbedingungen wie jahreszeitliche Temperatureinflüsse oder topografische Höhenprofile ab. Unterschiedliche Fahrweisen werden durch die Anwendung standardisierter Fahrzyklen wie NEDC und WLTP systematisch berücksichtigt. Der Vergleich mit heutigen Fahrzeugdaten validiert diese Modellwelt in überzeugender Weise und insbesondere ohne nachträgliche Parameteranpassungen. Dies erlaubt die Extrapolation in die Zukunft, indem vorhersehbare Verbesserungen bei Komponenteneigenschaften berücksichtigt werden. Die Modellprädiktionen sind absolut transparent und dadurch unabhängig überprüfbar.
Die Prognosen bis 2050 lassen eine deutliche Reduktion von Verbrauch und Emissionen mit Unterschieden nach Fahrzeugklasse und Einsatzprofil erwarten. Bei Pkw und leichten Nutzfahrzeugen besitzen batterieelektrische Antriebe objektive Vorteile, während bei mittelschweren Lastkraftwagen brennstoffzellenbetriebene Antriebe mit zunehmender Reichweite und Nutzlast immer attraktiver werden. Die physikalisch-objektiv begründeten Ergebnisse der vorliegenden Arbeit liefern einen beachtenswerten Beitrag zu einer Versachlichung der Diskussion um den besten Pfad zu einer emissionsarmen Mobilität.
Keywords: Batterie-Elektro-Lkw; Brennstoffzellen-Lkw; spezifischer Verbrauch; Treibhausgasemissionen; Verbrauchsanteile; Rekuperation; physikalisch basiertes Modell; consumption shares; recuperation; physically based model
Bayreuther Beiträge zur Sensorik und Messtechnik
Edited by Prof. Dr.-Ing. Ralf Moos and Prof. Dr.-Ing. Gerhard Fischerauer, Bayreuth
Volume 44
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Electronic publication (PDF): 978-3-8191-0622-4
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