GSB 7.0 Standardlösung

Elektrofahrzeuge: Auswirkungen auf die periodisch technische Überwachung

Die Anzahl der Fahrzeuge mit Elektro- und Hybridantrieb im Straßenverkehr steigt deutlich, bis zum Jahr 2020 sollen allein eine Million Elektroautos am Verkehr teilnehmen. Waren bislang die im Rahmen der periodisch technischen Fahrzeugüberwachung durchgeführten Hauptuntersuchungen und Sicherheitsprüfungen auf die Gegebenheiten konventioneller Antriebssysteme ausgerichtet, ergibt sich für die Zukunft die Anforderung, die Besonderheiten von Fahrzeugen mit elektrischem Antriebsstrang zu berücksichtigen. Im Auftrag der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) untersuchte die FSD Fahrzeugsystemdaten GmbH in Dresden die technischen Gegebenheiten von Elektrofahrzeugen und ermittelte den Änderungsbedarf bei der periodisch technischen Überwachung.

Das Foto zeigt die Hochvoltkabelverlegung am Hybridgelenkbus Hochvoltkabelverlegung am Hybridgelenkbus (Bild: BASt)

Aufgabenstellung

Die wachsende Anzahl von Fahrzeugen mit elektrischem Antrieb stellt die periodisch technische Fahrzeugüberwachung (PTI) vor neue Herausforderungen. Neben den bislang überprüften Untersuchungspunkten gilt es, neue elektrische, chemische und funktionelle Sicherheitsaspekte zu berücksichtigen. Es stellt sich deshalb die Aufgabe, die derzeit gültigen Anforderungen an Hauptuntersuchung und Sicherheitsüberprüfung hinsichtlich Fahrzeugen mit elektrischem Antriebsstrang zu überprüfen. Die Anforderungen sollten so gestaltet sein, dass sicherheitsrelevante Mängel an Elektro- und Hybridfahrzeugen erkannt werden, um das Sicherheitsniveau über das gesamte Fahrzeugleben zu gewährleisten..

Untersuchungsmethode

Vertieft untersucht wurden Fahrzeuge der Klassen L (Mopeds, Motorräder, drei- und leichte vierrädrige Kfz), M (Pkw und Busse) und N (Lkw), wobei aufgrund der Zulassungszahlen die Klassen L und M1 (Pkw) den Schwerpunkt bildeten. Darüber hinaus wurde die Einbeziehung fahrzeugseitiger OBD (On-Board-Diagnose)-Daten für die PTI überprüft. Zugrunde gelegt wurde eine Identifizierung aller Funktionen und Bauteile des elektrischen Antriebsstrangs, woraufhin mit Hilfe eines Simulationsmodells eine Ermittlung der Einflüsse von Alterung, Verschleiß und Beschädigung erfolgte. Überprüft wurden zudem Möglichkeiten und Auswirkungen von gezielten Fahrzeugmanipulationen. Des Weiteren fand eine Analyse der Rückwirkungen des elektrischen Antriebsstranges auf konventionelle Komponenten wie die Bremsanlage statt. Als weiterer Schritt folgte die Einschätzung der Gefährdungspotenziale für die Verkehrssicherheit sowie den Sachverständigen. Ergänzt wurden die vertieften Studien durch einen Feldversuch mit 2.560 Untersuchungen an im Verkehr befindlichen Elektro- und Hybridfahrzeugen.

Ergebnisse

Die gewonnenen Erkenntnisse erlauben dezidierte Aussagen zu Problemstellungen, die im Rahmen der PTI an elektrisch angetriebenen Fahrzeugen untersucht werden sollten. Aufgrund der bautechnischen Bedingungen im Fahrzeug unterliegen Hochvoltkabel und -stecker einem teilweise gesteigerten Verschleiß. Fehlende oder beschädigte Kabelführungen sowie schadhafte Steckverbindungen führen zu einer Degradation der Hochvoltverbindungen, die erhöhte Ausfallraten nach sich ziehen kann. Die Möglichkeit eines vorzeitigen Funktionsverlustes des mechanischen Bremssystems durch geringere Belastung wurde durch den absolvierten Feldversuch bestätigt. Bei Fahrzeugen der Klasse L wurde eine hohe Anzahl von Lagerschäden ermittelt, auffällig waren auch die Mängel der Ladeeinrichtung. Festgestellt wurden bei Fahrzeugen der Klasse L zudem sicherheitsgefährdende Veränderungen, die eine Anpassung des Antimanipulationskataloges nahelegen. Vorausgesetzt, dass Systemdaten, Referenzwerte und eine entsprechende Schnittstelle zur Verfügung stehen, ergäbe sich mit dem zukünftigen Einsatz eines Diagnosegeräts eine erhöhte Effektivität und Prüftiefe.

Folgerungen

Die bisherigen Vorschriften sind in Bezug auf Elektro- und Hybridfahrzeuge im Wesentlichen ausreichend. Die erhaltenen Ergebnisse erlauben jedoch eine Ableitung von gezielten Änderungsvorschlägen für künftige Vorgaben und Untersuchungspunkte für die PTI. Als geeignete Möglichkeit bietet sich für einen Großteil der Untersuchungen die Nutzung von Diagnosedaten an.

Forschung kompakt als Download: 05/2014 (PDF, 295KB)

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