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Thema: Erfahrungen bei der Generierung von FuE-Projekten im Rahmen der Netzwerkarbeit im ZIM-NEMO-Produktions-Netzwerk „EasyDrive-Hybrid“
Ort: BMWi - Berlin
Datum: 16. Juni 2010
Dipl.-Ing. Ingo Buck und Dr. Karsten Pankratz 2 von 8 Automotive – Made in Schleswig-Holstein
WTSH – „EasyDrive – Hybrid für Nutzfahrzeuge“
Die Idee:
Bildung eines ZIM-NEMO-geförderten Produktionsnetzwerkes:
1. Zur Entwicklung eines nachrüstbaren Hybridantriebes für Nutzfahrzeuge und Busse.
2. Mit dem Ziel, möglichst viel Energie im Fahrzeug zurückzugewinnen.
3. Es soll ein Hybridsystem entstehen, das auch auf der Autobahn und im Stand elektrischen Strom erzeugen kann.
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WTSH – „EasyDrive - Hybrid“
Der Anstoß:
Ein Konstrukteur fragte nach Förderungsmöglichkeiten für die Entwicklung eines Wirbelschleppen-Rotors, der hinter einem Nutzfahrzeug zur Unterstützung der Lichtmaschine eingesetzt werden soll.Eine Woche später besuchte mich ein Architekt, der mir eine Solarfolie vorstellte, die als Planenersatz auf einem Nutzfahrzeugdach zur Stromerzeugung angebracht werden kann.
Automotive – Made in Schleswig-Holstein
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Aufgabe des NetzwerksDer Prototyp soll folgende Aufgaben erfüllen: „Strom soll im Stand
(Solarpaneele),
während der Fahrt (Wirbelschleppenrotor + Lineargeneratoren), beim Gasgeben
(TEG) und Bremsen (Rekuperation) erzeugt werden“. Vor der Serienfertigung
werden diese Ideen technisch und wirtschaftlich genau betrachtet.
LiFePO-Akku12 kWh
Lineargeneratoren6 kWh
Wirbelschleppen-Windrotor1,5 kWh
30 m² Solarpaneele0,8 kWh
Additiv-Erzeuger
E-Motor/Generator
100 kWRekuperation
12 kWh ThermoelektrischeGeneratoren
2 kWh
Erste Berechnungen zeigen, das die Antriebsleistung von EasyDrive-Hybrid ca. 21 kWh betragen wird und für ca. 50 Beschleunigungsvorgänge je Stunde ausreicht.
Touchscreen-Darstellung
WTSH – „EasyDrive – Hybrid für Nutzfahrzeuge“
elektrische Motorkühl-
wasserpumpe und
Elektrolüfter
Wirbelschleppen-Windrotor1,5 kWh
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WTSH – „EasyDrive – Hybrid für Nutzfahrzeuge“
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Der Hybridantriebbestehend aus:
Elektromotor/Generator (Weier Elektroantriebe GmbH Eutin)
Leistungselektronik/Fahrfunktionssteuerung (ESW Wedel/Teyfel GmbH)
Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulator (O.M.T. GmbH Lübeck)
Batterie- und Thermomanagement (REAPsystems Ltd. England)
Systemintegration: Fachhochschule Kiel – Institut für Mechatronik/ESW Wedel
Einbau: Flensburger Fahrzeugbau Gesellschaft (FFG) mbH Flensburg
WTSH – „EasyDrive – Hybrid für Nutzfahrzeuge“
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Zusätzliche Stromerzeugerbestehend aus:
Lineargeneratoren (Thate GmbH Preetz, disty communication gmbh Kiel und Weier Elektroantriebe GmbH Eutin)
Thermoelektrische Generatoren (F&F Lasertechnik GmbH Neustadt/Holstein und Fraunhofer IPM)
Wirbelschleppenrotor (Ingenieurbüro Friese & Partner Teutendorf und Fachhochschule Lübeck)
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Additiv-Erzeugerbestehend aus:
Elektrolyseur: h-tec Wasserstoff-Energiesysteme Lübeck
Systemintegration und Prüfstandsmessungen: FFG GmbH Flensburg
WTSH – „EasyDrive – Hybrid für Nutzfahrzeuge“
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Additiv-Erzeuger: Ein h-tec-Elektrolyseur erzeugt an Bord des Hybrid-Nutzfahrzeugs mit regenerativem Strom ein Wasserstoff-Gasgemisch zur Anreicherung des Motors, um Schadstoffemissionen zu senken. Auf dem Motorenprüfstand bei der FFG GmbH werden Tests gefahren, um das Schadstoffminderungspotenzial zu ermitteln.
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Schnittstelle Fahrerbestehend aus:
Touchscreen-Panel: Teyfel Automation GmbH Groß Schenkenberg
Fahrfunktionssteuerung: Teyfel Automation GmbH
WTSH – „EasyDrive – Hybrid für Nutzfahrzeuge“
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Touchscreen: Ein wichtiger Faktor im Effizienz-Konzert ist der Fahrer – er verantwortet etwa 30 Prozent des Verbrauchs. Die Firma Teyfel wird ein Touchscreen-Panel mit entsprechender Visualisierungs-Software entwickeln, um dem Fahrer den Batterieladezustand sowie die Leistungen der Stromerzeuger anzuzeigen.
Fahrfunktionssteuerung: Beim elektrisch-unterstützten Fahren muss das Spiel zwischen Maschine und Elektromotor alle Anforderungen an Komfort und Effizienz erfüllen. Dies geschieht durch eine geschickte Integration der Fahrfunktionen, ohne dabei im Wesentlichen in das Motormanagement des Nutzfahrzeugs einzugreifen. Wir adaptieren unser System und passen es dem Dieselmotor an.
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Der Hybridantrieb
WTSH – „EasyDrive – Hybrid für Nutzfahrzeuge“
CORE
600 VDC
28 VDC
Rückspeisefähiger Umrichter
LiFePo Batterie
Elektromotor und Generator
Lineargeneratoren
Thermoelektrische Generatoren (TEG)
Bordnetzversorgung Additiverzeuger elektrische Motorwasserpumpe elektrischer Lüfter
Generatorbetrieb = Rekuperation
Elektrobetrieb = Fahrunterstützung
Stromerzeuger
Wirbelschleppenrotor Solarpaneele
Stromerzeuger
StromerzeugerDCDC
DCDC
DCDC
Fahrfunktions-Steuerung
• Drehzahl-Signal• Kupplungs-Signal• Brems-Signal• Motor läuft• Gangkontrolle• Anti-Blockier-System• Schlupfregelung
SuperCap
DCDC
DCDC
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WTSH – „EasyDrive – Hybrid für Nutzfahrzeuge“
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WTSH – „EasyDrive - Hybrid“
Die Erfahrungen:
Verständigung: Viel persönlich vor Ort und übers Telefon.
Mitarbeit: Sehr gut, bis auf wenige Ausnahmen.
Eigenanteil: Ist bei 9 von 10 Unternehmen kein Problem gewesen.
Netzwerkvereinbarung: Kein Problem, bis auf eine.
FuE-Bereitschaft: Läuft langsam an und wird dann immer schneller.
Identifikation: Sehr groß und die Firmen sind stolz auf das Projekt.
Automotive – Made in Schleswig-Holstein
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WTSH – Ihre „One-Stop-Agentur“
Ansprechpartner
Dr. Karsten Pankratz Netzwerkmanager
Dipl.-Ing. Ingo Buck Netzwerkmanager
Innovationsberater der WTSH
Mehr Infos unter:
www.easydrive-hybrid.de www.zim-bmwi.de