ISBN 978-3-8439-2657-7

978-3-8439-2657-7, Reihe Fahrzeugtechnik

Johannes Lieb
Effizienzsteigerung durch Bremswiderstände in batterieelektrischen Fahrzeugen

174 Seiten, Dissertation Technische Universität Dresden (2015), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Frage, ob die Energieeffizienz batterieelektrischer Fahrzeuge durch den Einsatz eines Bremswiderstands als dynamisch belastbares Heizelement erhöht werden kann. Gegenstand der Untersuchung ist die alternative Nutzung von Energie aus regenerativen Bremsvorgängen (Rekuperation): Überschüssige Rekuperationsleistung, die der Energiespeicher des Fahrzeugs nicht aufnehmen kann, soll über einen Bremswiderstand dem Heizkreislauf des Innenraums zugeführt und damit nutzbar gemacht werden.

Für die Bestimmung der mittleren Effizienzsteigerung werden im Rahmen der Arbeit mehrere Fahrzeugkategorien, sowie verschiedene Nutzungsszenarien in unterschiedlichen Klimaregionen simulativ untersucht. Um die Verfügbarkeit der Rekuperation sowie der Wirkungsgradkette im Elektrofahrzeug auch bei tiefen Temperaturen exakt abbilden zu können, wird im Rahmen der Arbeit eine Fahrzeugmesskampagne mit Temperaturen bis -20°C durchgeführt und ausgewertet.

Wie die Ergebnisse der Untersuchung zeigen, führt die Einschränkung der Rekuperation bei hohem Ladezustand und niedrigen Temperaturen zu einem Energieüberschuss, der insbesondere im innerstädtischen Betrieb einer mittleren Leistung von mehreren Hundert Watt entspricht. Bei voll geladenem Speicher lässt sich mit der vorgeschlagenen Betriebsstrategie mehr als 10% Energie einsparen. Wie mit Hilfe von Messungen gezeigt wird, bringt ein leistungsfähiger Bremswiderstand durch seine hohe thermische Masse jedoch auch parasitäre Effekte mit sich. Eine geschickte Auslegung dieser neuen Komponente ist daher Grundvoraussetzung für den erfolgreichen Einsatz in zukünftigen Elektrofahrzeugen.