ANHANG

Methode zur Ermittlung der CO2-Einsparungen von effizienter LED-Beleuchtung auf der Grundlage des weltweit harmonisierten Prüfverfahrens für Personenkraftwagen und leichte Nutzfahrzeuge

1. EINLEITUNG

Um zu ermitteln, welche Verringerung der CO2-Emissionen auf eine aus einer geeigneten Kombination von LED-Fahrzeugaußenleuchten bestehende effiziente LED-Beleuchtung zur Verwendung an Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor der Klasse M1 und an nicht extern aufladbaren Hybridelektrofahrzeugen der Klasse M1 zurückgeführt werden kann, ist Folgendes festzulegen:

(1) die Prüfbedingungen;

(2) die Prüfgeräte,

(3) das Verfahren zur Ermittlung der Stromeinsparungen;

(4) das Verfahren zur Ermittlung der CO2-Einsparungen;

(5) das Verfahren zur Ermittlung der Unsicherheit der CO2-Einsparungen.

2. SYMBOLE, PARAMETER UND EINHEITEN

Lateinische Symbole

AFS — Adaptives Frontbeleuchtungssystem B — Vergleichswert CO2 — Kohlendioxid — CO2-Einsparungen [g CO2/km] C — Zahl der Klassen des adaptiven Frontbeleuchtungssystems CF: — Umrechnungsfaktor (l/100 km) - (g CO2/km) [gCO2/l] EI — Ökoinnovation HEV — Hybridelektrofahrzeug — CO2-Korrekturfaktor gemäß Unteranhang 8 Anlage 2 der Verordnung (EU) 2017/1151. — Durchschnitt der T Werte von m — Zahl der effizienten LED-Außenleuchten, die das System umfasst MT — Mindestschwellenwert [g CO2/km]; n — Zahl der Messungen der Stichprobe NOVC — Fahrzeug nicht extern aufladbar P — Stromverbrauch der Kfz-Leuchte [W] — Stromverbrauch der betreffenden Leuchte i in einem Vergleichsfahrzeug [W] — Stromverbrauch der betreffenden Stichprobe n in jedem Vergleichsfahrzeug [W] — Stromverbrauch für jede Fahrzeugklasse (Durchschnitt der n Messungen) [W] — Stromverbrauch de s Abblendlicht-AFS [W] — Durchschnittlicher Stromverbrauch der entsprechenden innovativen Kfz-Leuchte [W] ΔPi — Stromeinsparungen jeder effiziente LES-Außenleuchte [W] — Standardabweichung der CO2-Gesamteinsparungen [g CO2/km]; — Standardabweichung von — Standardabweichung des Durchschnitts der T Werte von — Standardabweichung des durchschnittlichen Stromverbrauchs für jede Fahrzeugklasse [W] — Standardabweichung des Stromverbrauchs der LED-Leuchte im ökoinnovativen Fahrzeug [W] — Standardabweichung des durchschnittlichen Stromverbrauchs der LED-Leuchte im ökoinnovativen Fahrzeug [W] — Unsicherheit der Standardabweichung des durchschnittlichen Stromverbrauchs des Abblendlicht-AFS [W] T — Anzahl der Messungen, die der Hersteller für die Extrapolation von vornimmt t — Fahrdauer des weltweiten Prüfzyklus für Personenkraftwagen und leichte Nutzfahrzeuge (WLTC) [s] (1 800 s) UF — Nutzungsfaktor der Kfz-Leuchte [-] wie in Tabelle 6 definiert v — durchschnittliche Fahrgeschwindigkeit im Rahmen des weltweiten Prüfzyklus für Personenkraftwagen und leichte Nutzfahrzeuge (WLTC) [km/h] VPe — Tatsächlicher Stromverbrauch [l/kWh] share c — Zeitanteil je Geschwindigkeitsintervall in jeder Fahrzeugklasse — Sensitivität der berechneten CO2-Einsparungen, bezogen auf den Stromverbrauch der LED-Leuchte — Sensitivität der berechneten CO2-Einsparungen, bezogen auf den CO2-Korrekturfaktor ηA — Wirkungsgrad des Wechselstromgenerators [-] ηDCDC — Wirkungsgrad des GS-GS-Wandlers [-]

Tiefgestellte Indizes

c bezieht sich auf die Zahl der Klassen adaptiver Frontbeleuchtungssysteme, für die im Rahmen der Stichprobe Messungen durchgeführt wurden i bezieht sich auf jede Kfz-Leuchte j bezieht sich auf die Messung der Stichprobe t bezieht sich auf jede Zahl der Messungen von T

3. PRÜFBEDINGUNGEN

Die Prüfbedingungen genügen den Anforderungen der Regelungen (UN/ECE) Nrn. 4 (1), 6 (2), 7 (3), 19 (4), 23 (5), 38 (6), 48 (7), 100 (8), 112 (9), 119 (10) und 123 (11). Der Stromverbrauch wird gemäß Absatz 6.1.4 sowie Anhang 10 Absätze 3.2.1 und 3.2.2 der Regelung (UN/ECE) Nr. 112 bestimmt.

Beim adaptiven Frontbeleuchtungssystem (AFS) für Abblendlicht, das unter mindestens zwei der Klassen C, E, V oder W im Sinne der Regelung (UN/ECE) Nr. 123 fällt, wird der Strom bei der LED-Intensität jeder Klasse (Pc) im Sinne der Verordnung (UN/ECE) Nr. 123 gemessen, es sei denn, mit dem technischen Dienst wird vereinbart, dass für den betreffenden Fahrzeugantrag die Klasse C als die repräsentative/mittlere LED-Intensität zugrunde gelegt wird. Wird für den betreffenden Fahrzeugantrag die Klasse C als repräsentative/mittlere LED-Intensität zugrunde gelegt, so werden die Strommessungen in derselben Weise durchgeführt wie für die übrigen LED-Außenleuchten der Kombination.

Prüfgeräte

Dabei sind die folgenden Geräte wie in Abbildung 1 dargestellt zu verwenden:

— ein Stromversorgungsgerät (d. h. eine variable Spannungsquelle)

— zwei Digitalmultimeter, einer zur Messung des Gleichstroms, der andere zur Messung der Gleichstromspannung. In der Abbildung ist eine denkbare Prüfanordnung dargestellt, bei der der Gleichstromspannungsmesser in das Stromversorgungsgerät integriert ist.

Prüfanordnung

Stromüber-wachungsgerät Variable Spannungsquelle LED Leuchte

Messungen und Bestimmung der Stromeinsparungen

Für jede effiziente LED-Außenleuchte der Kombination wird der Strom wie in der Abbildung dargestellt bei einer Spannung von 13,2 V gemessen. Bei LED-Modulen, die mit einem elektronischen Lichtquellen-Steuergerät betrieben werden, erfolgen die Messungen gemäß den Angaben des Antragstellers.

Der Hersteller kann verlangen, dass weitere Strommessungen bei weiteren zusätzlichen Stromspannungen vorgenommen werden. In diesem Fall legt der Hersteller der Typgenehmigungsbehörde eine geprüfte Dokumentation vor, nach der diese weiteren Messungen erforderlich sind. Bei jeder dieser zusätzlichen Stromspannungen wird der Strom mindestens fünf Mal konsekutiv gemessen. Die genaue Nennspannung und der gemessene Strom werden mit vier Dezimalstellen erfasst.

Der Stromverbrauch wird durch Multiplikation der Nennspannung mit dem gemessenen Strom ermittelt. Der Durchschnitt des Stromverbrauchs wird für jede effiziente LED-Außenleuchte ( ) berechnet. Jeder Wert wird mit vier Dezimalstellen ausgedrückt. Werden die LED-Leuchten über einen Schrittmotor oder eine elektronische Steuereinheit mit Strom versorgt, so wird die Stromlast dieses Bauteils von der Messung ausgeschlossen.

Zusätzliche Messungen bei einem adaptiven Frontbeleuchtungssystem (AFS) für Abblendlicht

Tabelle 1

Klassen des Abblendlicht-AFS

Klasse Siehe Nummer 1.3 und Fußnote 2 der Regelung (UN/ECE) Nr. 123. LED-Intensität (%) Aktivierungsmodus (*1) C Scheinwerfer für Abblendlicht (Land) 100 % 50km/h < Geschwindigkeit < 100 km/h Oder wenn kein Modus mit einer anderen Abblendklasse aktiviert ist (V, W, E). V Stadt 85 % Geschwindigkeit < 50 km/h E Autobahn 110 % Geschwindigkeit > 100 km/h W ungünstige Bedingungen 90 % Scheibenwischer aktiviert > 2 min.

Muss der Strom bei der LED-Intensität jeder Klasse gemessen werden, so wird im Anschluss an die Messung jedes Pc der Strom des Abblendlicht-AFS ( ) nach folgender Formel 1 als gewichteter Durchschnitt des LED-Stroms während der WLTC-Geschwindigkeitsintervalle berechnet:

Formel 1

Dabei ist:

der Stromverbrauch (Mittelwert der n Messungen) für jede Klasse; der WLTC-Zeitanteil in % pro Geschwindigkeitsintervall in jeder Klasse (Dauer des WLTC-Zyklus insgesamt: 1 800 Sek.):

Tabelle 2

Geschwindigkeitsintervall Dauer WLTC_sharec (%) < 50 km/h: 1 058 s 0,588 (58,8 %) 50-100 km/h 560 s 0,311 (31,1 %) > 100 km/h 182 s 0,101 (10,1 %)

Wenn ein Abblendlicht-AFS lediglich zwei Klassen aufweist, die nicht alle WLTC-Geschwindigkeiten abdecken (z. B. C und V), schließt die Gewichtung des Stromverbrauchs bei Klasse C auch die WLTC-Dauer ein, die nicht durch die zweite Klasse abgedeckt wird (z. B. Dauer Klasse C „t“ = 0,588 + 0,101).

Die resultierenden Stromeinsparungen werden für jede effiziente LED-Außenleuchte (ΔPi) nach folgender Formel 2 berechnet:

Formel 2

Dabei entspricht der Stromverbrauch der entsprechenden Vergleichs-Kfz-Leuchte dem Wert in Tabelle 3:

Tabelle 3

Strombedarf verschiedener Vergleichs-Kfz-Leuchten

Kfz-Leuchte Elektrischer Strom insgesamt (PB) [W] Abblendlicht 137 Fernlicht 150 Begrenzungsleuchte 12 Kennzeichenbeleuchtung 12 Nebelscheinwerfer 124 Nebelschlussleuchte 26 Vorderblinker 13 Heckblinker 13 Rückfahrscheinwerfer 52 Abbiegescheinwerfer 44 statisches Kurvenlicht. 44

4. BERECHNUNG DER CO2-EINSPARUNGEN UND STATISTISCHE MARGE

4.1. Berechnung der CO2-Einsparungen

Die CO2-Gesamteinsparungen des Beleuchtungssystems werden im Einklang mit dem spezifischen Antriebsstrang des Fahrzeugs berechnet (d. h. konventionelles oder nicht extern aufladbares Hybridelektrofahrzeug).

4.1.1. Konventionelle Fahrzeuge (nur Verbrennungsmotor)

Die CO2-Einsparungen werden nach der Formel 3 berechnet:

Formel 3

Dabei ist:

v: die durchschnittliche Fahrgeschwindigkeit des WLTC [km/h]: 46,60 km/h

ηA : Wirkungsgrad des Stromgenerators: 0,67

VPe : der tatsächliche Energieverbrauch gemäß Tabelle 4:

Tabelle 4

Tatsächlicher Energieverbrauch

Motortyp Tatsächlicher Energieverbrauch (VPe) [l/kWh] Ottomotor 0,264 Turbo-Ottomotor 0,280 Dieselmotor 0,220

CF: Umrechnungsfaktor (l/100 km) - (g CO2/km) [gCO2/l] gemäß Tabelle 5:

Tabelle 5

Kraftstoffumrechnungsfaktor

Art des Kraftstoffs Umrechnungsfaktor (l/100 km) - (g CO2/km) [gCO2/l] Benzin 2 330 Diesel 2 640

UFi : Nutzungsfaktor der Kfz-Leuchte [-] wie in Tabelle 6 definiert

Tabelle 6

Nutzungsfaktor für verschiedene Kfz-Leuchten

Kfz-Leuchte Nutzungsfaktor (UF) [-] Abblendlicht 0,33 Fernlicht 0,03 Begrenzungsleuchte 0,36 Kennzeichenbeleuchtung 0,36 Nebelscheinwerfer 0,01 Nebelschlussleuchte 0,01 Vorderblinker 0,15 Heckblinker 0,15 Rückfahrscheinwerfer 0,01 Abbiegescheinwerfer 0,076 statisches Kurvenlicht. 0,15

4.1.2. Hybridfahrzeuge (nur nicht extern aufladbare Hybridelektrofahrzeuge)

Die CO2-Einsparungen werden nach der Formel 4 berechnet:

Formel 4

Dabei ist:

ηDCDC : Wirkungsgrad des GS-GS-Wandlers

: CO2-Korrekturfaktor gemäß Anhang XXI Unteranhang 8 Anlage 2 Absatz 2.2 der Verordnung (EU) 2017/1151 der Kommission.

Der Wirkungsgrad des GS-GS-Wandlers (ηDCDC ) wird im Einklang mit der entsprechenden Fahrzeugarchitektur gemäß Tabelle 7 bewertet:

Tabelle 7

Nutzungsfaktor für verschiedene Kfz-Leuchten

# Architektur ηDCDC 1 Parallel zur Niederspannungsbatterie geschaltete Leuchten und direkt über den GS-GS-Wandler aus der Hochspannungsbatterie gespeiste Leuchten 0,xx 2 In Reihe nach der Niederspannungsbatterie geschaltete Leuchten und direkt in Reihe nach der Hochspannungsbatterie geschaltete Niederspannungsbatterie 1 3 Die Hochspannungs- und die Niederspannungsbatterie haben genau dieselbe Spannung (12V, 48V usw.) wie die Leuchten 1

Bei der Architektur #1 ist der Wirkungsgrad des GS-GS-Wandlers (ηDCDC ) der höchste Wert, der sich bei den im Betriebsstrombereich durchgeführten Wirkungsgradprüfungen ergibt. Das Messinterval beträgt 10 % des Betriebsstrombereichs oder weniger.

4.2. Berechnung der statistischen Marge

Die statistische Marge des Beleuchtungssystems wird im Einklang mit dem spezifischen Antriebsstrang des Fahrzeugs berechnet (d. h. konventionelles oder nicht extern aufladbares Hybridelektrofahrzeug).

4.2.1. Konventionelle Fahrzeuge (nur Verbrennungsmotor)

Die statistische Marge bei den Ergebnissen der Prüfmethode aufgrund der Messungen ist zu quantifizieren. Für jede effiziente LED-Außenleuchte des Systems wird die Standardabweichung nach Formel 5 berechnet:

Formel 5

Dabei ist:

n: Zahl der Messungen: mindestens 5.

Führt die Standardabweichung des Stromverbrauchs jeder effizienten LED-Außenleuchte ( ) zu einem Fehler bei den CO2-Einsparungen ( ), so wird dieser Fehler nach der Formel 6 berechnet:

Formel 6

4.2.2. Hybridfahrzeuge (nur nicht extern aufladbare Hybridelektrofahrzeuge)

Die statistische Marge bei den Ergebnissen der Prüfmethode aufgrund der Messungen ist zu quantifizieren. Für jede effiziente LED-Außenleuchte des Systems wird die Standardabweichung nach Formel 7 berechnet:

Formel 7

Dabei ist:

n: Zahl der Messungen: mindestens 5.

Der CO2-Korrekturkoeffizient wird durch eine Reihe von T Messungen des Herstellers im Einklang mit Anhang XXI Unteranhang 8 Anlage 2 Absatz 2.2 der Verordnung (EU) 2017/1151 bestimmt. Für jede Messung werden die Ladebilanz im Laufe der Prüfung und die gemessenen CO2-Emissionen aufgezeichnet.

Zur Einschätzung des statistischen Fehlers von sind alle T Kombinationen ohne Wiederholungen von T-1 Messungen heranzuziehen, um T verschiedene Wert von (d. h. ) zu extrapolieren. Die Extrapolation wird im Einklang mit der in Anhang XXI Unteranhang 8 Anlage 2 Absatz 2.2 der Verordnung (EU) 2017/1151 festgelegten Methode vorgenommen.

Die Standardabweichung von wird somit nach der Formel 8 berechnet:

Formel 8

Dabei ist:

T: Zahl der vom Hersteller durchgeführten Messungen für die Extrapolation von gemäß Anhang XXI Unteranhang 8 Anlage 2 Absatz 2.2 der Verordnung (EU) 2017/1151.

: Mittelwert der T Werte von

Führen die Standardabweichung des Stromverbrauchs jeder effizienten LED-Außenleuchte ( ) und die Standardabweichung von zu einem Fehler bei den CO2-Einsparungen ( ), so wird dieser Fehler nach der Formel 9 berechnet:

Formel 9

4.3. Statistische Marge für Abblendlicht-AFS

Liegt ein Abblendlicht-AFS vor, so wird die Formel 9 angepasst, um die erforderlichen zusätzlichen Messungen zu berücksichtigen.

Der Wert der für das Abblendlicht-AFS heranzuziehenden Unsicherheit ( ) wird nach folgenden Formeln 10 und 11 berechnet:

Formel 10

Formel 11

Dabei ist:

n: Zahl der Messungen: mindestens 5.

: Mittelwert der T Werte von Pc

5. AUFRUNDEN

Der rechnerische Wert der CO2-Einsparungen ( ) und die statistische Marge der CO2-Einsparungen ( ) werden auf maximal zwei Dezimalstellen gerundet.

Jeder zur Berechnung der CO2-Einsparungen herangezogene Wert kann ungerundet oder auf die Mindestzahl von Dezimalstellen gerundet verwendet werden, sodass die kombinierte Auswirkung aller gerundeten Werte auf die Einsparungen weniger als 0,25 g CO2/km betragen kann.

6. STATISTISCHE SIGNIFIKANZ

Für jeden Typ, jede Variante und jede Version eines Fahrzeugs, das mit der effizienten LED-Beleuchtung ausgestattet ist, ist nachzuweisen, dass die nach Formel 6 oder Formel 9 berechnete Unsicherheit der CO2-Einsparungen nicht größer ist als die Differenz zwischen den CO2-Gesamteinsparungen und dem Schwellenwert für die Mindesteinsparungen gemäß Artikel 9 Absatz 1 der Durchführungsverordnung (EU) Nr. 725/2011 (vgl. Formel 12).

Formel 12

Dabei sind:

MT : Mindestschwellenwert [g CO2/km]; : CO2-Gesamteinsparungen [g CO2/km]; : Standardabweichung der CO2-Gesamteinsparungen [g CO2/km];

Liegen die anhand der in diesem Anhang beschriebenen Prüfmethode bestimmten CO2-Gesamteinsparungen der effizienten LED-Beleuchtung unter der Schwelle gemäß Artikel 9 Absatz 1 Buchstabe b der Durchführungsverordnung (EU) Nr. 725/2011, ist Artikel 11 Absatz 2 Unterabsatz 2 der Verordnung anwendbar.

(1) ABl. L 4 vom 7.1.2012, S. 17.

(2) ABl. L 213 vom 18.7.2014, S. 1.

(3) ABl. L 285 vom 30.9.2014, S. 1.

(4) ABl. L 250 vom 22.8.2014, S. 1.

(5) ABl. L 237 vom 8.8.2014, S. 1.

(6) ABl. L 148 vom 12.6.2010, S. 55.

(7) ABl. L 323 vom 6.12.2011, S. 46.

(8) ABl. L 302 vom 28.11.2018, S. 114.

(9) ABl. L 250 vom 22.8.2014, S. 67.

(10) ABl. L 89 vom 25.3.2014, S. 101.

(11) ABl. L 222 vom 24.8.2010, S. 1.

(*1) Die Aktivierungsgeschwindigkeiten sind für jeden Kfz-Antrag gemäß der Regelung (UN/ECE) Nr. 48 Abschnitt 6 Absatz 6.22 Nummern 6.22.7.4.1 (Klasse C), 6.22.7.4.2 (Klasse V), 6.22.7.4.3 (Klasse E) und 6.22.7.4.4 (Klasse W) zu prüfen.