Direktgekoppelter hybrider Energiespeicher für Elektrofahrzeuge – Entwicklung, Systemintegration, Energie- und Thermomanagement

Das Teilvorhaben hat insbesondere die Entwicklung des Thermomanagements der hybriden Batterie und des Fahrzeugdemonstrators als Projektziel. Um der Hybridbatterie ein möglichst ideales Umfeld zu bieten, wird diese temperierbar sein. Das zu entwickelnde intelligente Thermomanagement übernimmt im Fahrzeug die Batterie- und Innenraumtemperierung während der Fahrt und der Standzeiten des Fahrzeuges.

Zunächst werden dazu die thermischen Lasten der einzelnen Batteriezellen bzw. ‘module bei unterschiedlichen Betriebszuständen anhand von Simulationen bestimmt. Weiterhin werden die thermischen Lasten der Fahrzeuginnenraumtemperierung und deren Einfluss auf die Batterie berücksichtigt sowie Strategien zur Vermeidung von kritischen thermischen Zuständen der Hybridbatterie entwickelt. Besondere Beachtung finden dabei der Wärmetransport aus der Batterie und die Wärmeverteilung in der Batterie.

Es wird im Projekt eine Wärmepumpe zur Klimatisierung und Beheizung des Fahrzeugs und für die thermische Konditionierung der Batterie entwickelt. Durch die Verwendung von Umgebungsluft als Wärmequelle wird die Beheizung etwa dreimal effizienter sein als mit einer herkömmlichen PTC-Heizung. Zusätzlich zur Umgebungsluft wird auch die Batterie als Wärmequelle für die Wärmepumpe verwendet. Darüber hinaus sind im Projekt ggf. thermische Speicher (kalt und warm) vorgesehen, die thermische Leistungsspitzen abdecken sollen und zur Vorkonditionierung des Fahrzeugs genutzt werden können.

Die genaue Auslegung dieses Systems erfolgt im Projekt mit einer detaillierten Simulation der elektrischen und thermischen Zusammenhänge der Hybridbatterie und des Fahrzeuges. Im Projekt wird CO2 (R744) als Kältemittel eingesetzt. Im Gegensatz zu R134a bzw. R1234yf kann dieses umweltfreundliche Kältemittel auch bei Temperaturen deutlich unter 0 °C im Wärmepumpenmodus die Heizleistung sicherstellen.

Quelle: https://www.enargus.de/pub/bscw.cgi/?op=enargus.eps2&id=24570506&s=12&q=03ET6114&v=10 (jüngster Zugriff: 21.06.2017)