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Engineering Center Steyr

Strom aus Abgasenergie im Lkw

Abgaswärmenutzung, Engeneering-Center-Steyr Foto: Engeneering-Center-Steyr

Das Engineering Center Steyr befasst sich mit der Nutzung von Abgaswärme als Strom im Lkw. Ein Serieneinsatz von thermoelektrischen Generatoren sei aber nicht vor 2020 denkbar.

18.11.2013 Andreas Wolf

Das Prinzip ist simpel, die Umsetzung aber komplex: Thermoelektrische Generatoren (TEG) basieren auf dem sogenannten Seebeck-Effekt und ermöglichen, aus Abgaswärme Strom zu generieren, der sich dann ins Bordnetz einspeisen lässt und die Lichtmaschine entlastet. Mit ihren hohen Laufleistungen und nahezu konstanten Betriebspunkten sind Fernverkehrs-Lkw für diese Technik prädestiniert.

Leitbleche zur homogenen Strömungsverteilung

Das ECS beschäftigt sich mit zwei Konzepten von thermoelektrischen Generatoren: Dem Z-Design und dem Plattendesign. Das Z-Design nutzt thermoelektrische Module aus Bismuttellurid (BiTe). Sie sind zwischen Abgasseite und der Kühlmittelseite kraftschlüssig angeordnet. Für den Wärmeübergang sorgen Abgaskanälen aus Stahlblechen mit integrierten Finnen. Im Einströmbereich sind zudem Leitbleche zur möglichst gleichmäßigen Verteilung der Strömung vorgesehen. Aus Stahlblechen sind auch die Kühlwasserkanäle gefertigt, die das Kühlmittel meanderförmig durchströmt.

Einfache Anpassung

Das Plattendesign zeichnet sich durch eine kompaktere Bauweise und integrierte Abgas- und Kaltwasserkanäle aus. Dazwischen sitzt das thermoelektrische Material (BiTe). Der Aufbau mit hintereinander angeordneten Platten soll die Herstellung vereinfachen. Zudem ist der thermoelektrische Generator leicht an geänderte Randbedingungen anpassbar. Dafür müssen einzelne Platten nur entweder hinzugefügt oder weggelassen werden.

Forschungsbedarf beim Material

Beide Systeme hat das ECS auf seinen Motorprüfständen erprobt. Sie befinden sich laut dem Engineering Center aktuell noch im Prototypenstadium. Weitere Steigerungen ihres Wirkungsgrades seien zu erwarten. Forschungsbedarf sehen die Entwickler aber noch bezogen auf das Material. So soll es derzeit noch an der notwendigen Standfestigkeit und der entsprechenden Langzeitstabilität der thermoelektrischen Materialien beim Einsatz in Lkw hapern.

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