Clevere Alternativen zu Energiefressern im Elektroauto
Wissenschaftler untersuchen den Wärmetransport in Fahrzeugsitzen
(PresseBox) - 20 Millionen Elektroautos sollen nach dem Willen der Bundesregierung bis zum Jahr 2020 auf Deutschlands Straßen rollen. Um aber die Elektromobilität für breite Bevölkerungsschichten interessant zu machen, muss unter anderem die Reichweite der Fahrzeuge optimiert werden. Der Schlüssel hierbei ist ein intelligentes Energiemanagement, das neben Antriebstechnik und Fahrzeugaufbau auch "Energiefresser" wie Klimaanlage und Innenraumheizung abdeckt. Beide Systeme müssen bei Elektroautos über das Stromsystem betrieben werden und gehen damit zu Lasten der Reichweite.
Vor diesem Hintergrund untersuchen Wissenschaftler der Hohenstein Institute (Bönnigheim), des FILK (Freiberg) und des IHD (Dresden), welche Einflussfaktoren bei der Konstruktion thermisch optimierter KfZ-Sitze zu beachten sind. Ziele des Projekts (IGF-Nr. 18080 BG) sind die Erarbeitung der theoretischen Grundlagen des Wärmetransports in Sitzauflagen, die Erstellung eines Modells von Wärmetransportvorgängen und die konstruktive Umsetzung von optimierten Sitzsystemen.
Die Forscher konzentrieren sich dabei auf die Verwendung geeigneter Materialien und deren intelligente Kombination, wodurch für eine gewisse passive Klimatisierung gesorgt wird. Aktive Lösungen wie Sitzheizung und -kühlung finden keine Berücksichtigung.
In der ersten Projektphase untersuchen die Wissenschaftler der drei beteiligten Forschungseinrichtungen, welche Auswirkungen der menschliche Körper und die von ihm abgegebene Wärme auf komplexe Polsterungen haben. Dabei werden zum einen verschiedene Sitzaufbauten unter Verwendung von Standard- und Funktionstextilien betrachtet. Zum anderen werden verschiedene Nutzungsszenarien zugrunde gelegt (siehe Abbildung 1). Konstant ist dagegen die "Wohlfühltemperatur", die bei textilen Oberflächen bei 23º C liegt. Mit Hilfe verschiedener Messmethoden lassen sich daraus quantitative Belastungsgrößen abgeleitet, welche das Material bzw. die Kombination und deren Wärmeleiteigenschaften unter trockenen und feuchten Bedingungen beschreiben.
Die Bezugsgrößen dienen als Basis für die Simulation der Prozesse beim Wärmetransport. Diese Simulationen erfolgen anhand der sogenannten Finite- Elemente-Methode (FEM), einem numerischen Verfahren das sonst u. a. zur Berechnung komplexer Bauteile und Baugruppen im Ingenieurwesen und Fahrzeugbau zum Einsatz kommt. Mit ihm lassen sich auch widersprüchliche physikalische Einflüsse darstellen und deren Auswirkungen darstellen.
Anhand der Simulationen können in der Folge Materialkombinationen und Aufbauvarianten ermittelt werden, die sowohl das Aufheiz- als auch das Abkühlverhalten positiv beeinflussen. Dieses Know-how soll künftig vor allem kleinen und mittleren Automobilzulieferern dabei helfen, sich durch die Erhöhung des Komforts, Energieeinsparung und geringere Entwicklungskosten einen Wettbewerbsvorteile zu sichern.
Danksagung:
Das IGF-Vorhaben 18080 BG N "Wärmetransportvorgänge in Sitzaufbauten" der Forschungsvereinigung Forschungskuratorium Textil e.V., Reinhardtstraße 12-14, 10117 Berlin wird über die AiF im Rahmen des Programms zu Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
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Datum: 07.10.2014 - 14:36 Uhr
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