Energiemanagement

Für die Arbeiten der NGC-EM gibt es DLR-spezifische Voraussetzungen:

  • Nutzung von Wasserstoff als DLR- typischer Energieträger, insbesondere zur Wandlung in Brennstoffzellen und auch zur Nutzung in thermochemischen Speichern
  • Übergreifende Ansätze aus Luftfahrt und Automotive über einheitliche Bewertungsmethoden, Simulations- und Validierungstools zur Effizienz- und Komfort-Optimierung von Kabinen
  • Ganzheitliche Entwicklungsansätze mit interdisziplinären Simulationsmethoden auf System- und Komponentenebene

Berechnungsmethoden

Mithilfe der Modellierungsumgebung Dymola/Modelica erfolgt die Simulation, Berechnung und Auslegung von Fahrzeug-Energiearchitekturen. Die Berechnungsmethoden sind auf beliebige Fahrzeuge übertragbar.

  • Methodenentwicklung zur Beurteilung alternativer Energiearchitekturen und –komponenten
  • Simulation und Bewertung Energiebedarf NGC-Fahrzeugkonzepte
  • Entwicklung von Betriebsstrategien in der Fahrzeug-Energiearchitektur
  • Weiterentwicklung und Validierung der Komponenten-Bibliotheken

Brennstoffzellen-Energiesysteme

Ein Schwerpunkt der Arbeiten liegt in der Klimatisierung von mit Brennstoffzellen betriebenen Elektrofahrzeugen:

  • Auslegung, Zusammenschaltung und Zusammenwirken des Antriebsstrangs und der Kühlkreisläufe
  • Entwicklung der Betriebsstrategien bzgl. Lebensdauer und Effizienz
  • Einbindung von Hochtemperatur-PEM-Brennstoffzellen in den Klimakreislauf
  • Fahrzeug‐Integration der Komponenten
  • Gesamtfahrzeugtest auf dem Rollenprüfstand und auf realer Fahrstrecke

Thermochemische Speicher

Mithilfe von in Metallhydriden gebundenem Wasserstoff ist es möglich, thermische Energie verlustfrei zu speichern.

  • Nutzung für zukünftige Klimaanlagen und zur Temperierung von Antriebskomponenten in wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen
  • Optimierung der Leistungsbereitstellung in kurzer Zeit
  • Schaltbare verlustfreie Speicherung
  • Kälte- und Wärmeerzeugung

Sensible Wärmespeicher

  • Untersuchung fahrzeugtauglicher Hochtemperaturspeichern

Thermohybride Wärmespeichersysteme

Mit diesen Wärmespeichersystemen kann in Zukunft die Effizienz sowie der Fahrkomfort von Elektrofahrzeugen gesteigert werden. Hierbei kommen metallische Latentwärmespeicher, sogenannte "metallic Phase Change Materials (mPCM)" zum Einsatz. Diese ermöglichen eine herausragende thermische Leistungsfähigkeit der Systeme bei gleichzeitig geringer Masse und niedrigen Materialkosten.

  • Steigerung der elektrischen Reichweite
  • Dynamische Aufnahme und Bereitstellung thermischer Energie
  • Gesamtsystemische Einbindung in Thermomanagement

Kabinenklimatisierung

Steigerung des Komforts und Redukion des Energieverbrauchs durch Optimierung unterschiedlicher Belüftungssysteme wie Frontalbelüftung, Quellbelüftung, Rieseldecke oder kombinierte Syteme.

  • Erhöhung der Wärmeaustragseffizienz
  • Optimierung von Temperaturschichtungen und Strömungsgeschwindigkeiten
  • Verbesserung der Bewertungsmethodik des Komfortempfindens des Nuzters
  • Bestimmung des Energiebedarfs Validierung im Kabinen-Mockup

Leitkonzept Thermomanagement

Die systematische Kombination der hier beschriebenen Technologien werdem in einem Leitkonzeptes für die Klimatisierung von Elektro- und Brennstoffzellen-Fahrzeugen umgesetzt. Dabei sollen 10 % Erhöhung des Wärmeaustragskoeffizienten und 15 % Reichweitenerhöhung durch die Nutzung der Restwärme realisiert werden. Einsparungen realisiert werden.

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