Zur weiteren Reduktion des CO2-Austoßes von Personenkraftwagen rückt die Elektrifizierung des Antriebsstrangs zunehmend in den Fokus aktueller Fahrzeugentwicklungen. Für Plug-in-Hybrid- und Elektrofahrzeuge besteht bei rein elektrischem Betrieb ohne vorhandene Verbrennerabwärme die Notwendigkeit, den Fahrzeuginnenraum elektrisch zu beheizen. Zur Verringerung des damit verbundenen Reichweitenverlustes wird zunehmend der Einsatz von Wärmepumpen diskutiert. Die Gesamtenergieeffizienz des Systems ist dabei maßgeblich von der jeweiligen Kreislaufverschaltung, der Regelung und den Komponenten des Wärmepumpensystems, insbesondere des Verdichters, abhängig. Im Rahmen dieser Untersuchung wird ein verlustbasiertes physikalisches Modell für einen elektrisch angetriebenen, drehzahlgeregelten Fahrzeugverdichter nach dem Scroll-Prinzip erstellt. Anhand von Prüfstandsmessungen wird eine Validierung für unterschiedliche Einsatzrandbedingungen des Klima- und Wärmepumpenbetriebs durchgeführt. Mit Hilfe des Verdichtermodells erfolgt schließlich die Analyse von Wärmepumpentopologien für Plug-in-Hybridfahrzeuge. Schwerpunkt der Untersuchung ist die Erweiterung einer herkömmlichen Luft-Wasser-Wärmepumpe um die Kopplung mit dem Verbrennungsmotor. Mit Hilfe einer intelligenten Vorkonditionierungsstrategie lässt sich der CO2-Austoß eines solchen Systems bei einer Außentemperatur von -7 °C im Vergleich zu einer rein elektrisch betriebenen Heizung um bis zu 13% und im Vergleich zu einer konventionellen Luftwärmepumpe um 3% reduzieren.
Effizienzbewertung von Wärmepumpen in Hybridfahrzeugen mit Hilfe der verlustbasierten Modellierung von Scrollverdichtern
2013
21 Seiten, Bilder, Tabellen, 24 Quellen
Conference paper
Storage medium
German
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