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Forschungsbereich
Antriebssysteme

Elektrifizierung

Die Elektrifizierung konventioneller Antriebe bietet großes Potential zur CO2-Minderung. Elektrifizierung kann dabei vieles bedeuten, vom einfachen Heizkatalysator bis zum voll hybriden Antriebsstrang. Während bei Ottomotoren letzeres besonders sinnvoll und weit verbreitet ist, ist es beim Dieselmotor vor allem die zuvor genannte Micro-Hybridisierung die großes Potential verspricht, aber auch Forschungsbedarf hat.

Als Micro-Hybridisierung versteht man im Großen und Ganzen elektrische Systeme in grundsätzlich konventionellen Antrieben, die nicht, oder nur indirekt zur Momentenbildung beitragen. Das sind zum Beispiel Heizkatalysatoren in der Nachbehandlung, elektrische Turbolader, elektrische Wasserpumpen und dergleichen. Sie können Verbesserung des Verbrauchs und Minderung der Schadstoffemissionen erreichen. Durch die starke Interaktion mit dem Motorprozess besteht aber auch erheblicher Forschungsbedarf. 

Die Erforschung solcher Hybridlösungen basieren immer auf Simulationen, um der stark systemischen Problemstellung gerecht zu werden. Je nach Konzept sind zusätzlich mehr oder weniger aufwändige Messungen nötig. Die Simulationen müssen jedenfalls große Teile des Gesamtsystems abbilden, um Elektrifizierungsmaßnahmen fundiert beurteilen zu können. Dazu kommen bei der FVT eigene aber auch kommerzielle Tools zum Einsatz, die je nach Aufgabe spezifisch erweitert werden.

Die Herausforderungen der Messung bestehen, wie in der Simulation, in der starken Interaktion der Systeme, aber insbesondere an der zusätzlichen Stromversorgung der elektrischen Komponenten. Es handelt sich dabei stets um Gleichstrom mit hoher Stromstärke und mitunter hoher Spannung. Bei der FVT sind entsprechende Anlagen im Einsatz, die als flexible und hochdynamische Gleichstromquellen und -senken dienen (sog. Batteriesimulator). Die leistungsstärkste Anlage kann dabei einen Bereich von 1000V und 600A bei einer Leistung von 250kW abdecken.

Es bestehen aktuelle Schwerpunkte zu den Themen elektrische Nebenaggregate und zum Thema elektrisches Thermomanagement der Abgasnachbehandlung von Dieselmotoren. Elektrische Nebenaggregate ermöglichen einen bedarfsgerechten Betrieb ohne Kompromissauslegungen. Daraus lässt sich stetes ein Verbrauchsvorteil generieren, aber, je nach Aggregat, können auch Emissionsvorteile errreicht werden.

Elektrisch unterstütztes Thermomanagement der Abgasnachbehandlung wird voraussichtlich mit der nächsten europäischen Emissionsstufe EU7 großflächig im Serieneinsatz zu finden sein. Elektrische Heizkatalysatoren mit einem Spanungsniveau von 48V ermöglichen ein ausreichend rasches Erreichen der Konvertierungstemperatur, und stellen dabei bezüglich Mehrverbrauch eine günstige Lösung dar.