•••20••• Innovationen With the same CO 2 reduction potential First systematic empirical comparison of performances of battery and hybrid vehicles H ybrid vehicles are often con- sidered the fig leaf of electric mobility. However, plug-in hybrids with a real electric range of about 60 km drive the same number of kilometres electrically as battery electric vehicles. Hence, their car- bon dioxide reduction potential also is the same. This is the result of a comparison of battery and plug-in hybrid ve- hicles in Germany and the US by scientists of Karlsruhe Institute of Technology (KIT) and Fraunhofer Institute for Systems and Innova- tion Research (ISI). Apart from approximately 50,000 purely elec- tric cars, roughly 40,000 plug-in hybrid vehicles are presently be- ing operated on German roads. These hybrids combine a conven- tional internal combustion engine with a battery. They are often regarded rather critically by environmental organi- zations and political decision-mak- ers, as they are no “real” electric cars and are supposed to have a poorer environmental record. A systematic empirical comparison of the electric performances of battery vs. hybrid vehicles has been lacking so far. This gap in research has now been closed by scientists of the Fraunhofer Insti- tute for Systems and Innovation Research (ISI) and Karlsruhe In- stitute of Technology (KIT): They compared the performances of 49,000 battery electric cars and 73,000 plug-in hybrid vehicles in Germany and the US using data from fleet trials and automotive manufacturers as well as from websites for drivers to manage and monitor their vehicles. Data evaluation revealed that plug-in hybrid vehicles with a real elec- tric range of about 60 km drive the same number of kilometres electrically as battery electric vehicles, namely, up to 15,000 km per year. Consequently, their CO 2 reduction potential is just as high as that of battery electric vehicles. This means that plug- in hybrids are a good addition to battery electric vehicles in order to reduce greenhouse gas emis- sions. This particularly applies, if they are charged with power from renewable energy sources. “When taking into account that production of the far smaller bat- teries of plug-in hybrids is associat- ed with less carbon dioxide emis- sions than production of the larger batteries of electric vehicles, their carbon dioxide balance is even bet- ter,” says Patrick Jochem of KIT’s Institute for Industrial Production. “Moreover, hybrids can foster pub- lic confidence and prevalence of electric mobility, as they have the same range than cars with internal combustion engines, contrary to battery electric vehicles.” Patrick Plötz, Fraunhofer ISI, em- phasizes: “Plug-in hybrid vehicles represent a good addition to bat- tery electric cars in order to meet the goal of reducing greenhouse gases. In the past, they were of- ten judged too critically due to lacking empirical data. However, it is important that they have a sufficiently large battery with a real electric range of more than 50 km and, in addition, that the decarbonization of the electricity system is further advanced.” According to the study, the de- creasing CO 2 emissions during battery production and the in- creasing diffusion of rapid charg- ing points will shift the advantage more and more in the direction of battery electric vehicles in the coming years. Both electric cars and plug-in hybrids can be run on electricity. Photo: KIT / L. Albrecht Mehr Sicherheit beim autonomen Fahren Wissenschaftler entwickeln neue Verschlüsselungsmethode für Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen Ein neues Verfahren zur Verschlüs- selung von Daten für den Bereich des autonomen Fahrens und das Internet der Dinge entwickeln Forscher der FH St. Pölten. Beim autonomen Fahren müssen Fahrzeuge miteinander kommu- nizieren, also Informationen aus- tauschen. Manipulierte Kommuni- kation ist hier nicht nur eine Frage der IT-Sicherheit, sie kann Men- schenleben gefährden. Ein we- sentlicher Punkt in der Kommuni- kation zwischen den Fahrzeugen ist die sichere Verschlüsselung der Information. Bisher werden für das Verschlüs- seln mathematische Verfahren eingesetzt. Doch digitale kabel- lose Kommunikation mit sensib- len Daten wie beim Internet der Dinge (IoT) oder dem autonomen Fahren erfordert neue Verfahren, die auch bei zukünftigen Techno- logien, wie zum Beispiel Quanten- computern, noch sicher sind. Da- für entwickelt das von der FH St. Pölten durchgeführte Projekt „KIF – Kryptografie mit Integration von Funkmessdaten“ nun einen neuen Ansatz. Statt mathemati- scher Verfahren zum Generieren der Schlüssel werden Funkdaten genutzt. „Verkehrsinfrastruktur wird für mindestens 20 Jahre ausgelegt. In spätestens 15 Jahren werden Quantencomputer mit ausrei- chenden Geschwindigkeiten für die praktische Anwendung erwar- tet“, sagt Ernst Piller, Leiter des Projekts sowie des Instituts für IT-Sicherheitsforschung der FH St. Pölten. Derzeitige Verfahren zur Objekt-/Daten-Authentifizierung und Datenintegritätsprüfung sei- en dann aus Sicherheitsgründen nicht mehr verwendbar. „Daher suchen wir bereits jetzt nach ei- ner quantencomputersicheren Methode auf Basis physikalischer Methoden, die auch dann noch si- cher ist.“ Basis der neuen Metho- de ist das Erzeugen und Verteilen von kryptografischen Schlüsseln auf Basis der Messung von Funk- kanaleigenschaften einer hoch- frequenten Funkübertragung: Bei beiden Objekten (jeweils Sender und Empfänger), zum Beispiel Fahrzeugen, werden Funksigna- le sowie reflektierende Echos des Signals und deren Verzöge- rung gemessen. „Dieses Muster aus Hauptsignal und verzögerten Echos ist zufällig und nur an den beiden Empfängerseiten gleich. Daraus lassen sich Zufallsdaten erzeugen, die zum Generieren des Schlüssels verwendet werden und die von potenziellen Angrei- ferinnen und Angreifern nicht ab- gehört werden können“, erklärt Piller. Ihm zufolge gibt es bereits ähnliche Ansätze, das Projekt der FH St. Pölten berücksichtigt aber einige spezifische Faktoren, die für das autonome Fahren gel- ten und die sichere Kommunika- tion erschweren: mögliche hohe Fahrzeuggeschwindigkeit, schnell wechselnde Fahrzeuge, hohe An- zahl an Fahrzeugen, meist sehr kurze Kommunikationszeiten und Störungen aus dem Umfeld. Ziel ist ein kostengünstiges Pro- dukt für den praktischen Einsatz. Das Forschungsprojekt wird vom Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie im Rahmen des österreichischen Förderprogramms für die Sicher- heitsforschung KIRAS finanziert. Konzept der Schlüsselgenerierung zwischen zwei Fahr- zeugen Foto: FH St. Pölten