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Thermische Hochleistungsspeicher zur bedarfsgerechten Beheizung batterieelektrischer Omnibusse

Vetter, Peter and Kraft, Werner and Stahl, Veronika and Sonnekalb, Michael and Best, Pascal (2020) Thermische Hochleistungsspeicher zur bedarfsgerechten Beheizung batterieelektrischer Omnibusse. Fachtagung Fahrzeugklimatisierung, 09.-10-Dez.2020, Deutschland, Online.

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Abstract

Um mit batterieelektrischen Omnibussen eine adäquate Reichweite ohne signifikante Komforteinbußen gewährleisten zu können, werden effiziente und kostengünstige Energiespeicher benötigt. Die heutigen elektrochemischen Energiespeicher weisen jedoch hinsichtlich der fahrzeugrelevanten Eigenschaften (Energie- und Leistungsdichte, Betriebstemperaturbereich etc.) Defizite auf. Zudem wird, je nach Witterung, ein Großteil der gespeicherten Energie für fahrzeuginterne Klimatisierungsmaßnahmen verwendet. Insbesondere bei niedrigen Außentemperaturen kann sich der Heizenergiebedarf, bei der Verwendung elektrischer Heizer, dem Traktionsenergiebedarf angleichen oder diesen gar übersteigen, woraufhin die Reichweite hohen saisonalen Schwankungen unterliegt. Mithilfe von Wärmepumpen kann die elektrische Energie aus der Traktionsbatterie (TB) bereits effizienter zur Beheizung eingesetzt werden, jedoch sinkt deren Effizienz und Leistungsfähigkeit mit der Umgebungstemperatur, sodass nach wie vor zusätzlich eine elektrische oder fossile Zusatzheizung eingesetzt werden muss. Um die TB bei der bedarfsgerechten Fahrzeugbeheizung zu entlasten und gleichzeitig der Anforderung lokaler Emissionsfreiheit gerecht zu werden, wird am Institut für Fahrzeugkonzepte des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt ein neuartiges Latentwärmespeichersystem auf Basis metallischer Phasenwechselmaterialien (mPCM) entwickelt. Die sog. Thermischen Hochleistungsspeicher (THS) zeichnen sich im Besonderen durch eine potentiell hohe Energiedichte (> 200 Wh/kg, > 300 Wh/l) sowie potentiell geringe Kosten (< 60 €/kWh) aus. Weiterhin sollen ausschließlich unbedenkliche Speichermedien, welche mit herkömmlichen Verfahren recycelt werden können, verwendet werden. THS auf Basis von mPCM können damit, je nach Einsatzszenario, eine ökonomische und ökologische Ergänzung in Bussen mit batterieelektrischen Antrieben darstellen. Dies, sowie weitere Potentiale, werden unter anderem anhand von Analysen, welche auf Messungen an Vorfeldbussen des Stuttgarter Flughafens beruhen, aufgezeigt.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/140239/
Document Type:Conference or Workshop Item (Speech)
Title:Thermische Hochleistungsspeicher zur bedarfsgerechten Beheizung batterieelektrischer Omnibusse
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthor's ORCID iD
Vetter, PeterPeter.Vetter (at) dlr.deUNSPECIFIED
Kraft, WernerWerner.Kraft (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1971-2353
Stahl, VeronikaVeronika.Stahl (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1866-3369
Sonnekalb, MichaelKonvekta AGUNSPECIFIED
Best, PascalKonvekta AGUNSPECIFIED
Date:10 December 2020
Refereed publication:Yes
Open Access:No
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Status:Published
Keywords:Wärmespeicher, Elektrofahrzeug, metallische Phasenwechselmaterialien (mPCM), Latentwärmespeicher, BEV, Thermsiche Hochleistungsspeicher (THS)
Event Title:Fachtagung Fahrzeugklimatisierung
Event Location:Deutschland, Online
Event Type:Other
Event Dates:09.-10-Dez.2020
Organizer:Technische Akademie Esslingen e.V.
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Transport
HGF - Program Themes:Transport System
DLR - Research area:Transport
DLR - Program:V VS - Verkehrssystem
DLR - Research theme (Project):V - Energie und Verkehr, V - NGC Antriebssystem und Energiemanagement
Location: Stuttgart
Institutes and Institutions:Institute of Vehicle Concepts > Alternative Energiewandler
Deposited By: Vetter, Peter
Deposited On:14 Jan 2021 08:22
Last Modified:14 Jan 2021 09:31

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