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Klassifizierung ultraleichter Batterie-elektrischer Fahrzeuge

Die für CESLA relevanten Fahrzeugklassen sind:

  • EPAC (Electric Power Assisted Cycle) – PEDELEC (PEDal ELECtric bicycle)
  • Elektro-Moped – Scooter (L1e)
  • Dreirädriges Elektro-Moped (L2e)
  • Elektro-Motorrad ohne und mit Beiwagen (L3e und L4e)
  • Dreirad mit Elektromotor – Trikes/ Tricycles (L5e)
  • Leichte elektrische vierrädrige Fahrzeuge – Quads/ Quadricycles (L6e)
  • Schwere elektrische vierrädrige Fahrzeuge – Quads/ Quadricycles (L7e)
  • Leichte elektrische Gelände- und Rennsportfahrzeuge

Beispiele für die genannten Fahrzeuge und ihren hauptsächlichen Einsatzbereich sind in der folgenden Abbildung dargestellt.

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Die wichtigsten Gruppen für das Projekt CESLA sind EPAC-PEDELECS, Elekro-Mopeds (L1e) und elektrische vierrädrige Fahrzeuge (L6e, L7e). Diese Fahrzeuge bilden dem Anschein nach sowohl für Hersteller als auch für Händler und Importeure das wichtigste Segment auf Grund des stärksten Marktanteils – auch in den Zielregionen von CESLA.

Ein EPAC (Electric Power Assisted Cycle) oder auch PEDELEC (PEDal ELECtric bicycle) ist das effizienteste Elektrofahrzeug. Es kombiniert menschliche Muskelkraft mit der Unterstützung eines Elektromotors. Die Unterstützung des Elektromotors entspricht der Pedalkraft, bis eine bestimmte Reisegeschwindigkeit erreicht ist (z.B. 15 km/ h). Bei einer Geschwindigkeit von  24 km/ h  bricht die Motorunterstützung ab, von dieser Geschwindigkeit an wird das EPAC/ PEDELEC nur noch mit Muskelkraft betrieben. Deshalb ermöglichen EPACs/ PEDELECs dem Fahrer, sich körperlich aktiv zu betätigen (durch pedalieren) unter Beibehaltung einer konstanten Geschwindigkeit, was speziell bei Steigungen von Vorteil ist. Ein EPAC-PEDELEC kann zwei oder drei Räder haben, es existieren verschiedene Konstruktionen. Am bekanntesten und am meisten verbreitet sind EPACs mit dem Aussehen eines normalen zweirädrigen Fahrrads. Zudem sind faltbare zweirädrige EPACs am Markt erhältlich. Die meisten EPACs bieten keinerlei Wetterschutz. Für die Einstufung eines Fahrzeugs als EPAC darf die kontinuierliche Motorleistung nicht größer als 250 W sein. Die Batterie eines EPACs sollte eine hohe Energiedichte aufweisen, eine angemessene Lebensdauer haben und darf auch im Fall intensiver Beanspruchung nicht anfällig für übermäßige Hitzeentwicklung sein. Typische Batteriespannungen sind 24 V und 36 V, die Kapazitäten bewegen sich zwischen 5 und 20 Ah. Das Batterieladegerät wird üblicherweise mit dem EPAC zusammen verkauft und ist auf die spezielle Ladecharakteristik des Batterietyps abgestimmt. Typische Ladezeiten liegen zwischen 4 und 6 Stunden. Bei einem Energieverbrauch von 10 Wh/km variiert die Reichweite zwischen 40 und 150 km. EPACs werden derzeit durch neue Entwicklungen in der Batterietechnologie (Energiedichte, Sicherheit, Anzahl der Ladezyklen und Preis) kontinuierlich verbessert.

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Elektro-Mopeds – Scooter (L1e) haben üblicherweise den Aufbau eines Mopeds mit einem charakteristischen Durchstiegsrahmen. Der Fahrer hat eine bequeme Position, da er/sie auf einem Sattel sitzt und die Füße auf einem Trittbrett positioniert sind. Obwohl auch faltbare Fahrzeuge existieren, sind diese auf dem Markt praktisch nicht erhältlich. Für die Klassifizierung als L1e-Fahrzeug ist die maximale Geschwindigkeit auf 45 km/h beschränkt und die maximale Motorleistung beträgt 4 kW. In der Praxis bewegen sich die Motorleistungen zwischen 1,5 und 3 kW. Nahezu alle Elektro-Scooter verwenden getriebelose Nabenmotoren, die das Hinterrad antreiben. Unter dem Sitz befindet sich für gewöhnlich das Gepäckfach und darunter das Batteriefach. Die Batterietypen in den erhältlichen Fahrzeugen reichen von Bleiakkus (Sealed Lead Acid) über AGM (Absorbent Glass Mat) bis hin zu Lithium-Polymer- und Lithium-Eisen-Phosphat-Akkus. Letztere benötigen ein Batterie Management System (BMS) zur Erhöhung der Sicherheit und längerer Lebensdauer. Der Energieverbrauch liegt bei etwa 30 Wh/km. Typische Reichweiten bei voll geladener Batterie liegen zwischen 30 und 70 km, wobei einige Firmen angeben, mit größeren Lithium-Ionen-Akkus Reichweiten von bis 160 km erreichen zu können. Der größte Optimierungsbedarf liegt in der Batterietechnologie (Preis, Anzahl der Ladezyklen, Sicherheit und Energiedichte).

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Dreirädrige Elektromopeds (L2e), elektrische Motorräder (L3e), elektrische Motorräder mit Beiwagen (L4e) und Dreiräder mit Elektromotor / Trikes (L5e) sind weniger bedeutende Fahrzeugklassen innerhalb des Projekts CESLA. Diese Typen sind auf dem Markt in den Zielregionen von CESLA nur schwer erhältlich.Vom technischen Aspekt sind allerdings insbesondere die Motorräder interessant, da einige neue Prototypen modernste Technologie nutzen und diese gleiche oder sogar bessere Performance bieten als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor.

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Leichte elektrische vierrädrige Fahrzeuge/ Quads (L6e) sind 4-Rad-Fahrzeuge mit einem Leergewicht von weniger als 350 kg ohne Batterie, im Fall von Elektroantrieb. Die Entwurfsgeschwindigkeit ist auf 45 km/h begrenzt und die maximale permanente Motorleistung darf 4 kW nicht überschreiten. Fahrzeuge dieser Art werden in der Freizeit für den On- und Off-Road-Einsatz genutzt. In einigen Fällen verfügen sie über nur einen Sitz, meistens kann man damit jedoch zusätzliche Personen transportieren. Die zulässige Nutzlast liegt zwischen 275 und 450 kg. Energie und Spannung liegen im selben Bereich wie bei Fahrzeugen für die Industrie ,wie z.B. Gabelstabler, aus diesem Grund werden oft gleiche Motoren und Steuerungstechnik verwendet. Die Batteriespannung beträgt üblicherweise 48 V. Die häufigsten Batterietypen in solchen Fahrzeugen sind Bleiakkus (Flooded, Gel, AGM – alle ohne BMS) und Li-Ionen-Akkus mit BMS.

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Schwere elektrische vierrädrige Fahrzeuge (L7e) sind 4-Rad-Fahrzeuge mit einem Leergewicht von mehr als 400 kg (550 kg für Fahrzeuge zum Lastentransport) ohne Batterie, im Fall von Elektrofahrzeugen. Die maximale Antriebsleistung darf 15 kW nicht überschreiten. Im Normalfall haben diese Fahrzeuge zwei Sitze, aber oftmals gibt es einen weiteren Sitz für eine dritte Person. In einigen wenigen Fällen können Fahrzeuge dieser Kategorie bis zu fünf Personen transportieren. Die zulässige Nutzlast beträgt zwischen 170 und 570 kg. Die Reichweite für L7e-Fahrzeuge liegt zwischen 45 und 80 km bei Blei-Akkus (in einigen Fällen werden bis zu 180 km angegeben), zwischen 80 und 100 km bei LI-MH-Akkus und zwischen 100 und 150 km bei Li-Ionen-Akkus.

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Besonderes Augenmerk sollte hierbei der Verkehrssicherheit gelten, da Passagiere von L6e- und L7e-Fahrzeugen im Falle eines Unfalls besonders ungeschützt und damit besonders gefährdet sind.

Elektrische Gelände- und Rennsportfahrzeuge bilden ebenso eine wichtige Gruppe der Elektrofahrzeuge. Sie nutzen meist modernste Technologien, die sich in sehr weit entwickelten Fahrzeugen wiederfindet, was zu einem massiv wachsenden Bekanntheitsgrad von Elektrofahrzeugen und dem Entstehen neuer Marktnischen beitragen kann.

Die erforderlichen Führerscheinklassen (Stand der Gültigkeit 12. Februar 2010) zur Benutzung der in CESLA relevanten Fahrzeugkategorien sind in der folgenden Tabelle aufgelistet:

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