Neben den derzeit zur Beheizung und Klimatisierung in Elektrofahrzeugen genutzten Systemen PTC und Brennstoffheizer sowie elektrische angetriebene Kompressionskältemaschinen sind derzeit auch effizientere Lösungen im Fokus von Forschung und Entwicklung. Wärmepumpen und themoelektrische Systeme haben zumindest als kleinere Zuheizmaßnahmen inzwischen einen gewissen Reifegrad erreicht. In der Gebäudetechnik existieren weitere hocheffiziente Technologien, deren Verwendung für Pkw durch Fortschritte bei Energie- und Leistungsdichte realisierbar werden, und die durch ihre Unabhängigkeit vom Traktionsbatteriestrom eine Reduzierung der Reichweite vermeiden. Im Rahmen des CoolSteam Projekts, wurde eine Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung mit einer Adsorptionskältemaschine und einer ORC-Anlage entwickelt und erprobt. Leistung und Effizienz wurden durch Prüfstandsmessungen validiert. Aus den bisherigen Untersuchungen lässt sich ableiten, dass das Ziel einer autarken Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung für den Einsatz in batterieelektrischen Fahrzeugen in Reichweite ist. Verbleibende Differenzen zwischen Anspruch und messtechnischer Wirklichkeit lassen sich im weiteren Projektverlauf deutlich verringern oder sogar überwinden. Wirklich entscheidend für die weitere Entwicklung wird sein, ob und wie es gelingt, nach der derzeitigen Projektphase den Demonstrator in ein Versuchsfahrzeug zu implementieren und erfolgreich zu betreiben. Dazu werden die Gespräche mit potenziellen Produzenten und Fahrzeug-OEM nach Inbetriebnahme der zweiten Baustufe intensiviert. Die Motivation des Projektes basiert auf der Vermutung, dass batterieelektrische Fahrzeuge ohne externe technische Unterstützung durch Zusatzaggregate vorerst keinen Massenmarkt bilden können. Zur Steigerung der Marktchancen in verschiedenen Segmenten können Weiterentwicklungen dienen, wie die Einkopplung von Wärme aus dem Antrieb und dem Energiespeicher. Beim Einsatz in Brennstoffzellenhybridfahrzeugen ließe sich die Stackabwärme (ca. 80 °C) für den Antrieb der Kältemaschine nutzen. Zudem bietet es sich bei Bussen und Bahnen an, die derzeit nicht vollständig genutzte Dachfläche für solare Wärmegewinnung zu nutzen.
Today's focus in the development of electric vehicle technology is placed on range, safety and comfort. Without improvement of these three parameters, there will be no widespread acceptance of electric cars. Battery storage systems of electric vehicles offer a range of approx. 150 km, which is significantly less compared with conventional cars with combustion engine. In addition, thermal comfort is, especially in wintertime, rather poor. Therefore, new options to improve range, safety and comfort of electric vehicles need to be explored. The aim of the CoolSteam project is to investigate the applicability and potential of a heat-driven trigeneration system, based on an Organic Rankine Cycle and adsorption refrigeration. In this paper, the requirements for using the unit in electric vehicles are outlined. Furthermore, the concept, its components, temperature and power data, as well as the interfaces to the car are described. Finally, the paper offers an outlook on further project steps up to 2013, as well as on other potential fields of application.
Coolsteam: Klimatisierung und Heizuung von Innenraum und Traktionsbatterie eines E-Fahrzeugs durch eine autarke und kompakte Kraft-Wärme-Kopplung
2012
14 Seiten, 10 Bilder, 3 Tabellen, 13 Quellen
Conference paper
German
Interior - Klimatisierung - Autarke Kreisläufe
Online Contents | 2002
European Patent Office | 2022
|Batterieträger für eine Traktionsbatterie eines Fahrzeugs
European Patent Office | 2019
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