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Vortrag Kosack - Forum 10 - Mobilität - VOLLER ENERGIE 2013

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Vortrag Kosack - Forum 10 - Mobilität - VOLLER ENERGIE 2013

  1. 1. Das Hybrid-Fahrzeug – die Lösung für den Individualverkehr beizukünftigen Energieversorgungsstrukturen. Vortrag auf der Jahreskonferenz „VOLLER ENERGIE 2013“ für die MetropolSolar-Region Duale Hochschule Mannheim,16. 3. 2013 Dr.-Ing. Peter Kosack Technische Universität Kaiserslautern © Dr.-Ing. Peter Kosack, Technische Universität Kaiserslautern, www-user.rhrk.uni-kl.de/~kosack/forschung Folie 1
  2. 2. Systemwissenschaftliche Sichtweise A B Gesamt-System Versorgungsstruktur/ Fahrzeuge UmgebungVersorgungsstruktur und Fahrzeuge bilden eine Einheit !!© Dr.-Ing. Peter Kosack, Technische Universität Kaiserslautern, www-user.rhrk.uni-kl.de/~kosack/forschung Folie 2
  3. 3. Anforderungsprofil Individual-Mobilität (PKW)98% derAlltagswegesind unter 100 km87% der Wegesind unter 25 kmDurchschnittlich3,4 Wegepro Tag!Insgesamt TrendzurStagnation! Ähnliches gilt für den Verteilverkehr beim LKW Lösungsansatz: Mobilität mit seriellem PlugIn-Hybrid-Antrieb© Dr.-Ing. Peter Kosack, Technische Universität Kaiserslautern, www-user.rhrk.uni-kl.de/~kosack/forschung Folie 3
  4. 4. Favorisiertes Energie-Versorgungskonzept (Wiss. Beirat Bundesregierung)‫‏‬© Dr.-Ing. Peter Kosack, Technische Universität Kaiserslautern, www-user.rhrk.uni-kl.de/~kosack/forschung Folie 4
  5. 5. Smart-Grid-Konzepte zur Speicherung (Quelle: DGS)‫‏‬ - Erneuerbarer Strom und Biomasse als Energiequellen - Verteilter Strom-Speicher in den Fahrzeugen© Dr.-Ing. Peter Kosack, Technische Universität Kaiserslautern, www-user.rhrk.uni-kl.de/~kosack/forschung Folie 5
  6. 6. Thema: Batterie-Speicher; Grenzen der EnergiedichtePrinzip:- elektrochemische Zelle- elektro-chemischeSpannungsreihemit theoret.Maximum beiLithium–Fluormit Energiedichte6270 Wh/kgHeute favorisiert:Lithium-Ionen Systeme mit 450 – 650 Wh/kg (theoretisch, aktives Material) und90 -180 Wh/kg (praktisch, im kompletten Gehäuse inklusiveÜberwachungselektronik).Zum Vergleich:Energiedichte Benzin: 12000 Wh/kg; Energiedichte Diesel: 11800 Wh/kgUnterschied durch effizientere Energienutzung beim Strom teilweise ausgleichbar. © Dr.-Ing. Peter Kosack, Technische Universität Kaiserslautern, www-user.rhrk.uni-kl.de/~kosack/forschung Folie 6
  7. 7. Thema: Batterie-Speicher; Grenzen der LadetechnikStrom tanken:Batterie mit 140 kWh Energieinhalt beim Elektroantrieb entspricht 40ltr Benzin = 356 kWh beim Verbrennungsmotorund Tankzeit 3 min.Ladeleistung aus 1-phasigem Netz: 3,5 kW (ca. 40 h Ladezeit)Theoret. Schnell-Laden in 3 min: Leistung 2800 kW = 2,8 MW(Spitzenleistung TU Kaiserslautern: 5,2 MW)Allerdings: Komplette Schnellladung beim Elektroantrieb seltenBatterieaustausch (theoretisch und technisch möglich)Probleme: Normung der Batterien und Ladestationen, Infrastrukturder Ladestationen (Verteilung, Größe, Anschlußleistungen)Laden während der Fahrt per Induktion:Probleme: Positionierung, Übertragungsverluste durch Luftspalt,EMV, Wirbelströme (Quelle: B. Hauck, TU KL; eigene Recherchen)© Dr.-Ing. Peter Kosack, Technische Universität Kaiserslautern, www-user.rhrk.uni-kl.de/~kosack/forschung Folie 7
  8. 8. Lösungsansatz: Seriell-Hybrid-Antrieb Parallel-Hybrid- AntriebAnforderung:Die Antriebsenergien müssen der Seriell-Versorgungsstruktur entnommen Hybrid-werden können. AntriebZ.B. elektrische Energieund Methan-Gas E-Antrieb © Dr.-Ing. Peter Kosack, Technische Universität Kaiserslautern, www-user.rhrk.uni-kl.de/~kosack/forschung Folie 8
  9. 9. Mobilität mit PlugIn-Hybrid-Antrieb© Dr.-Ing. Peter Kosack, Technische Universität Kaiserslautern, www-user.rhrk.uni-kl.de/~kosack/forschung Folie 9
  10. 10. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit !Dr.-Ing. Peter KosackGraduate School CVTTechnische UniversitätKaiserslauternGottlieb-Daimler-Straße,Gebäude 42-157D-67663 KaiserslauternTelefon:+49-(0)631-205-2842Telefax:+49-(0)631-205-3730E-Mail:kosack@rhrk.uni-kl.de © Dr.-Ing. Peter Kosack, Technische Universität Kaiserslautern, www-user.rhrk.uni-kl.de/~kosack/forschung Folie 10

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