Materialtechnische Aspekte Thermischer Hochleistungsspeicher für die Anwendung als Heizsystem in Batteriebussen

Abstract

Der Marktanteil von Batteriebussen liegt in Deutschland derzeit bei ca. 0,28 % (Stand 1. Januar 2020 laut KBA). Ursachen hierfür sind im Wesentlichen die hohen Anschaffungskosten, geringe Reichweiten v.a. im Winterbetrieb sowie die mangelnde Verfügbarkeit der Fahrzeuge am Markt. Einer der Kostentreiber ist dabei die Batterie – gleichzeitig wird jedoch wertvolle elektrische Batteriekapazität zur Bereitstellung des Heizleistungsbedarfs der Fahrzeuge genutzt, einhergehend mit einer Reduktion der Reichweite um bis zu 50 % Prozent an kalten Wintertagen. Der am DLR verfolgte Lösungsansatz setzt genau an diesem Punkt an: die Bereitstellung der Heizleistung mit einem im Vergleich zur Batterie potentiell deutlich kostengünstigeren, kleineren und leichteren Thermischen Hochleistungsspeicher (THS). Das Speichersystem kann dabei parallel zur Batterie elektrisch beladen werden – die Beheizung des Fahrzeuginnenraumes kann anschließend bedarfsgerecht aus dem THS erfolgen. Neben der Einführung in das Thema erfolgt im Rahmen des Vortrages eine Darstellung der materialspezifischen Aspekte, die es bei der Entwicklung Thermischer Hochleistungsspeicher zu berücksichtigen gilt. Besonderer Fokus wird dabei auf das Thema Speichermaterial und Einhausung gelegt. Thermische Hochleistungsspeicher nutzen metallische Phasenwechselmaterialien als Speichermaterial. Besonders im flüssigen Zustand besteht hier die Herausforderungen einer langzeitstabilen Einhausung, aufgrund der potentiellen Reaktivität der aufgeschmolzenen Materialien mit konventionellen Werkstoffen wie beispielsweise Edelstahl. Der Vortrag rückt dabei wissenschaftlichen Fragestellungen, Lösungsansätze sowie den aktuellen Entwicklungsstand zu den genannten Themen in den Fokus.