DuoTherm - Ein neuartiges thermisches Energiespeichersystem am Beispiel batterieelektrischer Stadtbusse

Abstract

Im Rahmen der Herausforderung, Reichweitenverluste von Elektrofahrzeugen bei kalten Umgebungsbedingungen zu verringern, ist der Einsatz thermischer Energiespeicher eine am Institut für Fahrzeugkonzepte des DLR fokussierte Lösungsmöglichkeit. Um sowohl Anforderungen hinsichtlich Energiedichte als auch Anforderungen hinsichtlich der Einbindung in die Kühlkreisläufe von Elektrofahrzeugen gerecht zu werden, wurde das Wärmespeicherkonzept "DuoTherm" entwickelt. Dieses besteht aus einem Hochtemperaturspeicher auf Basis metallischer Phasenwechselmaterialien (mPCM) sowie einem Niedertemperaturspeicher auf Basis konventioneller Phasenwechselmaterialien (PCM). Neben dem Prinzip der Wärmespeicherung in mPCM, wurde das Grundprinzip des DuoTherm-Speichers sowie eine Auslegungsstrategie für einen DuoTherm Wärmespeicher vorgestellt. Auf Basis der Auslegungsdaten wurden die Potentiale eines DuoTherm Speichers beim Einsatz in elektrifizierten Stadtbussen aufgezeigt. Hierbei konnten Einsparpotentiale aufgrund einer Gewichtsreduktion des Fahrzeugs bei saisonalem Ausbau des Speichers, sowie Einsparpotentiale aufgrund einer Effizienzsteigerung der Wärmepumpe bei Nutzung des Wärmespeichers als Wärmequelle für selbige aufgezeigt werden.