Untersuchung verschiedener Anwendungsfälle für die Klimatisierung von Fahrzeugen mittels Metallhydriden

Abstract

Alternative Klimaanlagen können einen Beitrag dazu leisten den CO2-Ausstoß aktueller Fahr-zeuge zu verringern und die Elektromobilität durch Reichweitensteigerung voranzutreiben. Am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt werden hierzu neuartige Klimaanlagen auf Basis von Metallhydriden für verschiedene Fahrzeugtypen entwickelt. In der vorliegenden Arbeit werden nun drei Aspekte behandelt, die im Rahmen dieser Entwicklung wichtig er-scheinen. Zum einen wird das sogenannte „offene“ System, das eine Variante der Metallhydrid-Klimaanlage für Brennstoffzellenfahrzeuge darstellt, aus thermodynamischer Sicht beschrie-ben. Vergleichsprozesse zeigen hierbei Verbesserungspotenzial hinsichtlich Effizienz und Leistung auf und machen das System zudem unter bestimmten Annahmen berechenbar. Zum anderen wird die Integration des „offenen“ Systems in Brennstoffzellenfahrzeugen hin-sichtlich der effizienten Ausnutzung der energetischen Potenziale beleuchtet. Es wird dabei auch ein Vergleich der „offenen“ Metallhydrid-Klimaanlage mit alternativen Systemen vor-genommen. Ein weiterer Bestandteil der Arbeit bildet die Bewertung des Einsatzes der Metallhydrid-Klimaanlage im Fahrzeug in Bezug auf den Gesamtnutzen. In einer aufgezeigten Methodik wird dazu der streckenbezogene Energieverbrauch von Klimaanlagen im Jahresmittel als Bewertungskriterium definiert und sowohl für die konventionelle Klimaanlage als auch für die Metallhydrid-Klimaanlage ermittelt, um damit mögliche Einsparpotenziale aufzuzeigen.