Experimental analysis of a test vehicle in terms of exergetic potentials and retroactive effects on the vehicle system at the integration of thermoelectric generators

Abstract

Die Rekuperation von Abwärmeströmen mittels Thermoelektrischer Generatoren (TEG) ist eine vielversprechende Technologie zur Verbrauchsreduktion verbrennungsmotorisch betriebener Fahrzeuge. Am Institut für Fahrzeugkonzepte des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) werden solche Generatoren entwickelt und in die Fahrzeugarchitektur integriert und getestet. Im vorliegenden Beitrag wird zunächst von der Analyse der energetischen und exergetischen Potentiale unterschiedlicher Einbaupositionen und Fahrzustände berichtet. Diese wurden auf Basis von experimentellen Untersuchungen der thermodynamischen Zustände von Abgas und Kühlwasser bestimmt. In einem weiteren Schritt wurden die Wechselwirkungen zwischen TEG und Fahrzeugsystem genauer untersucht, wobei besonderes Augenmerk auf den Auswirkungen von Abgasgegendruck und elektrischer Leistungseinspeisung auf den Kraftstoffverbrauch lag. Um dabei die jeweiligen Einflüsse isoliert voneinander und in unterschiedlicher Ausprägung betrachten zukönnen wurde repräsentativ für den TEG eine Abgasklappe bzw. ein externes elektrisches Netzteil verwendet. Darüberhinaus wird von der Entwicklung zweier TEG-Funktionsmuster berichtet, anhand derer ein Fortschritt in Richtung Industrialisierung der TEG-Komponente aufgezeigt werden konnte.