Mitglied - ZE-Drive

Erweiterte Elektromobilität für die 2020er Jahre ZE-Drive basiert auf dem TEMPO ßeta-Konzept, das aus der Teilnahme am Intelligent Vehicle/Highway System (IVHS) Komitee hervorgegangen ist, das durch den U.S. Intermodal Surface Transportation Efficiency Act von 1991 gegründet wurde. Das Konzept weckte das Interesse der kalifornischen Akteure, doch da die Elektromobilität noch in den Kinderschuhen steckte, war TEMPO ßeta seiner Zeit weit voraus. Seitdem haben die Elektromobilität und das autonome Fahren einen weiten Weg zurückgelegt und bei den Autofahrern an Attraktivität gewonnen. Aufbauend auf einigen der von TEMPO ßeta geschaffenen Grundlagen wurde das Konzept von ZE-Drive technology überarbeitet, um vier Innovationen zu kombinieren: - einen vereinfachten autonomen Fahrmodus der Stufe 4 bei Reisegeschwindigkeit (130 km/h), der kosteneffizient und äußerst zuverlässig ist, da die linken Räder in einer Kurvenbahn eingefangen werden; - eine gemeinsame Nutzung der linken Fahrspur für den konventionellen und den autonomen Verkehr mit einer speziellen Linksabbiegespur, die sich auf dem bestehenden Mittelstreifen der Autobahnen befindet; - ein straßenbetriebenes Elektrofahrzeug für Elektro- oder Hybridfahrzeuge mit besonders niedriger Sicherheitsspannung (ELV 120 Volt DC) und mittlerer Leistung (~30 kW), das (i) das ursprüngliche Hindernis der Elektromobilität (d. h. die begrenzte Reichweite) beseitigt und (ii) langfristig die Größe und das Gewicht der in vollelektrischen Fahrzeugen verwendeten Batterien reduziert; und - einen "Platooning"-Modus, der die Verkehrskapazität erhöht, ohne dass die Straßeninfrastruktur verbreitert werden muss, einschließlich eines robusten (~2G) Notbremssystems (witterungsunabhängig) und einer Reserve-Trägheitsbremsung, wie sie in TEMPO ßeta zum Einsatz kommt. Der berührungslose normale Betriebsmodus, der nicht auf Bilderkennung basiert und daher "allwettertauglich" ist, bietet zusammen mit einem mechanischen Backup-Leitsystem eine wirksame Entschärfung des Haftungsrisikos für den "Hersteller", das eines der größten Hindernisse für eine breite Einführung des autonomen Fahrens der Stufe 4 für Privatfahrzeuge darstellt. Die ZE-Drive-Technologie kann die Verkehrssicherheit, die Luftreinheit und die Lärmminderung erhöhen. Sie kann auch den Verkehr in Stoßzeiten flüssiger machen und durch kontinuierliche Energieversorgung und Platooning Gewicht und Gewicht reduzieren. Sie führt zu Produktivitätssteigerungen im geschäftlichen/beruflichen Straßenverkehr. Die für den Einsatz der ZE-Drive-Technologie erforderliche Infrastruktur ist minimalistisch und konzentriert sich auf den zentralen Trennstreifen der Autobahnen, der aus einer Jersey-Wand und geschlitzten Überlaufrinnen besteht, und beeinträchtigt die herkömmlichen Fahrspuren nicht. Eine Stahlschiene mit einem Gewicht von 24 kg/m (16 Lbs/ft) (oben in Orange) ist an den Überlaufrinnen verankert. Abgeschrägte Rampenabschnitte (oben gelb-schwarz gestreift) verbinden den Bürgersteig mit der Oberseite der Schiene, während die "dritte Schiene" (oben grün) die 120-Volt-Gleichstromversorgung für ELV bereitstellt. Autos im ZE-Drive-Modus fahren rittlings auf der linken weißen Linie (wie unten abgebildet), wobei die linken Räder auf einem speziellen, durch die Stahlschiene begrenzten Bordsteinweg laufen. Vor dem linken Vorderrad misst ein Multisensorgerät kontinuierlich den seitlichen Abstand des Fahrzeugs von der Jersey Wall und steuert das Fahrzeug im ZE-Drive-Modus bei allen Wetterbedingungen autonom, um die linken Räder berührungslos in der Mitte der Randspur zu halten. Die Schiene sorgt auch für die elektrische Rückführung (ähnlich wie bei der elektrischen Eisenbahn) der sicheren ELV-Stromversorgung, die von einem einziehbaren Schieber (oben und unten in grün) an der Unterseite der Fahrertür aufgefangen wird. An der Innenseite der Achsstummel der beiden linken Räder sind zwei einziehbare Rollen (oben in rot) angebracht, die die Last der linken Räder beim seitlichen Überqueren der Schiene übernehmen. Die Rollen stützen sich vorübergehend auf der Schiene ab und lassen die Räder sanft auf dem dafür vorgesehenen Gleis landen (oder herausziehen). Optional können die Radaufhängungen auf der linken Seite in der Höhe verstellt werden, um die durch das Überqueren der Schiene verursachten Wankbewegungen des Fahrzeugs abzumildern. Hinter dem linken Hinterrad befindet sich ein schwenkbarer Bremssattel (oben in braun), der an der Karosserie des Fahrzeugs befestigt ist und es ermöglicht, die Stahlschiene zu greifen, um eine starke Verzögerung (~2G) unabhängig von den witterungsbedingten Einschränkungen der Reifen/Fahrbahnhaftung (Regen, Schnee, Eis...) zu erreichen. Nebenbei bemerkt: Während der erforderliche Sicherheitsabstand bei einer Geschwindigkeit von 130 km/h (80 mph) 72 m beträgt (2 Sekunden Fahrzeit), ermöglicht die 2-G-Notbremskapazität einen Stopp in 33 m, was genügend Zeit für eine Computeranalyse der Situation bietet, um eine falsche Notbremsung zu vermeiden. Mit diesem Notbremssystem können Gruppen von 2 bis 8 Autos "Stoßstange an Stoßstange" gebildet werden (Referenz: Demonstration 1997 auf der HOV-Spur zwischen Los Angeles und San Diego), wodurch sich die Kapazität einer Fahrbahn langfristig verdoppelt oder sogar vervierfacht. Ein automatisches Sequenzsystem (ähnlich dem "Park-Assist") wird den Fahrer beim seitlichen Ein- und Ausfahren in die ZE-Drive-Spur bei Reisegeschwindigkeit unterstützen. Alle Technologien, die das ZE-Drive-System bilden, sowohl in der Infrastruktur als auch in den Fahrzeugen, sind ausgereift und können bereits jetzt kosteneffizient zuverlässiges autonomes Fahren der Stufe 4 ermöglichen. Im Hinblick auf die Gesamtenergieeffizienz (d. h. unter Berücksichtigung nicht nur der für den Antrieb des Fahrzeugs verbrauchten Energie, sondern auch der Gewinnung und Umwandlung von Rohstoffen für die Herstellung des Fahrzeugs und der Produktion des Batteriepacks) ermöglicht die ZE-Drive-Technologie eine erhebliche Verringerung der Kapazität und damit des Gewichts des Batteriepacks. Dadurch wird die CO2-Menge, die durch die Produktion und den Transport der nicht mehr benötigten Batterie entsteht, weiter reduziert. Das Leergewicht eines Renault ZOE könnte um 300 kg und das eines Tesla S um 540 kg reduziert werden, wenn man die Gewichtsreduzierung der Struktur und der Komponenten berücksichtigt. Das Aufkommen einer Flotte von gewichtsreduzierten EVs, die Mitte der 2020er Jahre "ZE-Drive Ready" sind, wird die Konstruktion spezieller Leichtbau-Straßeninfrastrukturen (d.h. nicht zugänglich für mittelschwere oder schwere LKWs) ermöglichen, die eine große Spannweite für aerische Überführungen haben. ZE-Drive wird auch eine Verkleinerung der unterirdischen Straßen ermöglichen. Die Phase 1 des gemeinsamen Industrieprojekts ZE-Drive zielt darauf ab, die Fähigkeit der Technologie zur reibungslosen seitlichen Ein- und Ausfahrt in einem Verkehrsforschungszentrum zu demonstrieren. In Phase 2 werden die Platooning-Fähigkeit und die dynamische 120-Volt-Gleichstromeinspeisung entwickelt, während in Phase 3 eine Pilotinstallation auf offener Straße durchgeführt wird, um Nutzungsdaten zu sammeln und die Technologie bei Nutzern und Industrieakteuren zu demonstrieren. Aus dem JIP soll ein internationaler Standard für den gebördelten Fahrweg mit ZE-Drive hervorgehen.