Werden Verbrennungsmotoren als Range Extender in Elektrofahrzeugen untergebracht, sind im Hybridbetrieb häufige Motorstarts unausweichlich. Diese Kaltstarts stellen neue Anforderungen an das Abgasnachbehandlungssystem. Es geht darum, die Emissionen in der Kaltstartphase zu minieren beziehungsweise zu eliminieren. Um eine entsprechende Betriebsstrategie entwickeln zu können, müssen die auftretenden Lastfälle bekannt sein, Ein- und Ausschaltzeiten des Verbrennungsmotors, Drehzahlen und Lasten sowie die Abgasmassenströme, Emissionen und Abgas- sowie Katalysatortemperaturen. Für einen Katalysator für Hybrid- und Range-Extender-Fahrzeuge ergeben sich damit folgende Anforderungen: - Aufheizen des Katalysators vor Motorstart, Katalysator-interne Heizfunktion, Verzögerung des Auskühlens bei langen Motorstillstandszeiten durch eine optimieren Isolation. Die Verwendung eines elektrisch beheizbaren Katalysators wird als effektive Maßnahme zur Verbesserung der Kaltstarteffektivität dargestellt. Zur Reduzierung der Wärmeverluste werden Maßnahmen zur Behinderung des konduktiven Wärmeabflusses in radialer als auch axialer Richtung erläutert. Dazu gehören unterbrochene Bereiche im radial mantelnahen Bereich der Katalysatormatrix und Maßnahmen, die den Mantel radial thermisch von der Matrix entkoppeln. Zudem kann ein Isolationsmaterial zur radialen Isolation des Katalysatoraußenmantels und der Konen eingesetzt werden. Sowohl durch Simulationen wie Messungen wurde nachgewiesen, dass es Optima bezüglich der beim Vorheizen des Katalysatorsystem herrschenden Randbedingungen Luftmassenstrom und Heizdauer gibt, die zu minimalen Emissionsergebnissen führen. Die Kaltstartemissionen konnten mit dem vorgeheizten E-Katsystem um 80 bis 90 % verringert werden.
Die Zukunft der Katalysatortechnik für elektrifizierte Antriebsstränge
Motortechnische Zeitschrift ; 73 , 1 ; 32-38
2012
7 Seiten, 10 Bilder, 8 Quellen
Article (Journal)
German
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