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Neue Hybridfahrzeuge ohne Batterien

Hybridfahrzeuge mit Elektromotor sind das Bindeglied zwischen den heutigen Transportfahrzeugen und den mit Wasserstoff betriebenen Fahrzeugen der Zukunft. Im Rahmen eines EU-finanzierten Projekts entwickelten Wissenschaftler innovative Konzepte für den Ersatz von Batterien durch Superkondensatoren und intelligente Komponenten. Mithilfe dieser neuen Konzepte könnte es möglich sein, bei den Hybridfahrzeugen von morgen Vorteile im Hinblick auf Gewicht, Wirkungsgrad und Kosten zu erzielen.
Neue Hybridfahrzeuge ohne Batterien
Im Straßenverkehr erfolgt der Antrieb von Hybridfahrzeugen in der Regel über einen Verbrennungsmotor, bei kurzfristigem Energiebedarf, wie beispielsweise beim Beschleunigen oder Bremsen, steht elektrische Energie zur Verfügung.

Die zur Speicherung der Energie verwendeten Batterien sind üblicherweise schwer, teuer und wartungsintensiv. Im Gegensatz dazu sind Superkondensatoren leicht und leistungsstark und haben zudem eine lange Betriebsdauer. Seit kurzem wird die Verwendung von Superkondensatoren zusammen mit Batterien erforscht.

Die am Projekt "Intelligent DC/DC converter for fuel cell road vehicles" (Intellicon) beteiligten Wissenschaftler arbeiteten daran, den Bedarf an Batterien zur Energiespeicherung zu umgehen, indem sie den Brennstoffzellenantrieb mit Superkondensatoren kombinierten. Wird die elektrische Energie in einer Batterie gespeichert, wird (im Straßenverkehr) eine gleichbleibend hohe Energie erzeugt, die über einen "intelligenten" Gleichspannungswandler übertragen wird. Superkondensatoren sind On-Board-Energiespeicher und stellen die für Beschleunigung, Bremsen und ähnliche Vorgänge benötigte Energie unmittelbar zur Verfügung.

Wichtige Innovationen im Hinblick auf das Design umfassten die Trennung des Brennstoffzellenantriebs von Hauptgleichspannungs-Bus und Traktionssystem. Dadurch wurden beide Systeme verbessert, was sich positiv auf die Fahrzeugleistung und die Energieeffizienz auswirkte.

Die Verwendung eines intelligenten Gleichspannungswandlers könnte auch die Sicherheit und die Zuverlässigkeit von Fahrzeugen verbessern, indem unter anderem Schadstoffgehalte, Wasser- und Luftdruck sowie die Temperatur überprüft werden und das System auf Veränderungen reagiert. Außerdem lässt sich mit diesem Gerät die Spannung des Superkondensators während der Beschleunigungs- und Bremsvorgänge stabilisieren. So wird ein optimaler Kraftfluss gewährleistet.

Ein weiterer Vorteil des Intellicon-Systems sollte in der deutlichen Verringerung von Wartungskosten und Gewicht (gleichbedeutend mit geringeren Kosten für Kraftstoff) liegen. Außerdem wird durch proaktives Energiemanagement die Energieeffizienz deutlich verbessert. Der Schutz gegen wechselnde Lasten hat eine längere Betriebsdauer der Brennstoffzelle zur Folge.

Ursprünglich sollte das Konzept in Fahrzeugen realisiert werden, die beim Materialtransport, auf Flughäfen, in Fabriken und im Personenverkehr zum Einsatz kommen. Es könnte jedoch auch vorteilhaft für den Schienenverkehr sein.

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