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Intelligentes Thermomanagement für den Kraftstoffverbrauch von morgen

Steinbeis-Team entwickelt Systemansatz zur Erreichung zukünftiger Kraftstoffverbrauchsgrenzen in China

Der von der chinesischen Regierung entworfene Kraftstoffverbrauchsstandard „China-Phase IV“ lässt für 2020 einen erforderten durchschnittlichen Kraftstoffverbrauch von 5 l/100 km erwarten. Li Gaojian (Guohua SAIC – GM Wuling Automobile Co., Ltd) prognostiziert, dass die Kosten pro Fahrzeug dadurch um mehr als 1.348 Euro steigen werden. Der Einstiegspreis des Wuling Hong Guang S1 MPV, eines der meistverkauften Autos der Welt, würde dadurch um mehr als 17% steigen. Thermomanagementtechnologien gehören zu den kosteneffektivsten Maßnahmen zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs, das Reduktionspotenzial wird jedoch als begrenzt angesehen: Moderne Motoren wärmen sich schnell auf, so dass der Kalt-/Heiss-Faktor weniger als 6% betragen kann. Die Steinbeis Transfer Center Ino8 Pty Ltd Australia hat sich deshalb mit der Frage befasst, wie weit der Kraftstoffverbrauch durch neuartige Thermomanagement- Innovationen während des Kaltstarts wie auch in aufgewärmtem Betriebszustand weiter reduziert werden kann.

OVER8™ ist ein Systemansatz, der neue Synergien generiert, indem bestehende Thermomanagement-Komponenten auf neuartige Weise kombiniert werden. Mit einem PKW Modelljahr 2016 hat das Projektteam um Steinbeis-Leiter Dr. Frank Will NEFZ (Neuer Europäischer Fahrzyklus)- Tests in einem nach ISO17025 akkreditierten Abgaslabor durchgeführt. So konnten neue Kombinationen von erschwinglichen Technologien wie Hochtemperaturkühlmittel, Evakuierung von Kühlmittel beim Kaltstart, Wärmespeicher und andere bewertet werden. Bei den Tests wurden Verbrauchsreduzierungen von 9% im ersten Teil, 6% für den kombinierten Zyklus und überraschenderweise sogar 3% für den zweiten Teil nachgewiesen. Herausforderungen im Forschungsprojekt waren die Messung der Kühlmitteltemperatur an einer geeigneten Stelle, die Schnittstelle eines dynamischeren Kühlmitteltemperatursensors zum Motorsteuergerät (ECU) und dass die Standard-Motorkalibrierung nicht für Kühlmitteltemperaturen von 130°C und darüber optimiert war. Aktuell plant das Projektteam weitere Tests mit einer verbesserten Schnittstelle des Sensors zur ECU, um weitere optimierte Systemkonfigurationen zu beurteilen und die kosteneffektivste Lösung für die Umsetzung in die Produktion zu ermitteln.

Das Forschungsprojekt wurde unterstützt von der Regierung von Liudong, der Woco Industrietechnik GmbH, Evans Cooling Systems Australasia Pty Ltd (China und USA), Dana Canada Inc., Mackay Rubber Pty Ltd, Davies Craig, Wingmate und der Mahle Behr GmbH & Co. KG.