Hybride Antriebsstränge für nachhaltige Kraftstoffe 2035 (Kooperation mit FVV)

Plug-in-Elektrofahrzeuge (PHEV) und Elektrofahrzeuge mit Reichweitenverlängerung (EREV) bieten ein erhebliches Potenzial zur CO₂-Reduzierung im Pkw-Bereich. Um eine maximale CO₂-Einsparung über die gesamte Lebensdauer zu erreichen, ist ein hoher Anteil elektrischer Fahrten erforderlich, ergänzt durch den Einsatz CO₂-armer Kraftstoffe für Fahrten mit dem Verbrennungsmotor. Ziel dieses Forschungsprojekts ist es, die Effizienz und das Leistungspotenzial zukünftiger fremdgezündeter (SI) Verbrennungsmotoren in PHEV- und EREV-Antriebssträngen unter Verwendung CO₂-armer und CO₂-neutraler Drop-in-Kraftstoffe zu maximieren. Dabei liegt ein besonderer Fokus auf der Co-Optimierung von Motor und Kraftstoff für unterschiedliche Antriebsstrangtopologien und Prüfzyklen, um gleichzeitig hohe Effizienz, Leistung, Emissionseinhaltung, Dauerhaltbarkeit und minimale Kosten zu gewährleisten.

Das Projekt beginnt mit einer umfassenden Analyse bestehender Antriebstechnologien und Kraftstoffe. Darauf aufbauend werden 0D-/1D-Simulationen mit Einzylinder-Motorprüfständen kombiniert und iterativ rückgekoppelt, um die Motoren schrittweise durch verschiedene technologische Maßnahmen zu optimieren. Anschließend werden die validierten Motoren in eine Fahrzeugsimulationsplattform integriert, um realistische Fahrzeugkonfigurationen zu bewerten und eine Lebenszyklusanalyse (LCA) ausgewählter Konfigurationen durchzuführen. Das Projekt liefert Konzepte für eine besonders effiziente Auslegung und Betriebsstrategie von Hybridantriebssträngen mit vollständig erneuerbaren Kraftstoffen auf Basis von E20, E85 und Methanol, mit dem Ziel, bis 2030 einen entsprechenden technologischen Reifegrad (TRL) zu erreichen und zugleich Wege für den Einsatz CO₂-neutraler Kraftstoffe (CNF) bis 2035 aufzuzeigen. Darüber hinaus fördert das Projekt gezielt die Nutzung CO₂-armer und CO₂-neutraler Kraftstoffe und umfasst die Entwicklung eines Digital Fuel Twin, der eine systematische Erfassung und Verwaltung individueller Kraftstoffeigenschaften und Parameter ermöglicht und diese Informationen für modellbasierte Motorentwicklung sowie adaptive Motorkalirierung nutzbar macht.