Projekt "e-generation"
| Verbundvorhaben: Schlüsseltechnologie für die nächste Generation der Elektrofahrzeuge e-generation - Teilprojekt Klimatisierung |
| Wissenschaftliche Zusammenarbeit: | Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik, Professur für Leichtbau und Kunststofftechnik, Prof. Dr.-Ing. habil. Werner Hufenbach (Projektleiter) |
| Mitarbeiter: | Dr.-Ing. Martin Knorr, Dr.-Ing. Markus Rösler, Dr.-Ing. Ralf Gritzki, Thomas Unger |
| Finanzierung: | BMBF, FKZ 13N11872, Industrie |
| Laufzeit: | 01/12 - 12/2014 |
Kurzbeschreibung
Diese liefern z.B. Aussagen zu inneren Wärmeübergangskoeffizienten oder zur örtlichen Temperaturverteilung in der Kabine in Abhängigkeit des Betriebsfalls. Zielstellung:
Gegenstand des Projektes sind Analysen zur Reduktion des Heiz- und Kühlbedarfs des Fahrzeuges. Hierbei werden einerseits passive Maßnahmen in Analogie zum Niedrigenergiehaus und andererseits aktive Maßnahmen betrachtet.
Durchführung:
Es werden analytische und numerische Untersuchungen anhand von Modellen mit unterschiedlichem Detailierungsgrad durchgeführt.
Abb. 1: Verteilung der Wärmeströme aus dem Bilanzmodell (ausgewähltes Beispiel)
Abb. 2: Modell der Fahrzeugkabine im Simulationsprogramm TRNSYS-TUD
Mit Hilfe dieser Modelle lassen sich die Auswirkungen verschiedener Maßnahmen, wie z.B. der Dämmung einzelner Bauteile, auf den Energiebedarf für die Klimatisierung berechnen. Nach der Potentialabschätzung mit einem Bilanzmodell (Abb. 1) werden ausgewählte Varianten mit dem dynamischen Simulationsprogramm TRNSYS-TUD energetisch und wärmephysiologisch bewertet, wobei ein geometrisches Modell entsprechend Abb. 2 verwendet wird.
Abb. 3: Verteilung von Temperatur und Geschwindigkeit (Längsschnitte) aus der Strömungssimulation
Die Validierung der Simulationsmodelle erfolgt durch messtechnische Untersuchungen sowie anhand von Strömungssimulationsrechnungen (Abb. 3).
Erste Ergebnisse:
Die Energiebedarfe für Heizen und Kühlen können insbesondere durch Reduktion der Abluftverluste (z.B. durch Umluftbetrieb) sowie durch Maßnahmen zur Minderung der Transmissionsverluste deutlich reduziert werden. Hierbei ist eine geeignete Regelung unter Einbeziehung der Feuchte von zentraler Bedeutung. Die Vorkonditionierung der speicherwirksamen Massen wirkt sich positiv auf den Energiebedarf und die wärmephysiologischen Verhältnisse aus (Abb. 4 u. Abb. 5).
Abb. 4: Temperaturverlauf bei 30 min Vorkonditionierung mit 2 kW bei ϑa=-5°C
Abb. 5: Energetische Konsequenzen der Vorkonditionierung bei ϑa=-5°C für einen kombinierten Artemis-Zyklus
