Energieeffizienz und Klimaschutz

Effizienzsteigerungen und der verstärkte Einsatz erneuerbarer Energien sind die Kernelemente der Energiewende und damit des Klimaschutzes.

Im eBus-Cluster schaffen wir Lösungen, die es Herstellern und Betreibern ermöglichen, die Energieeffizienz ihrer Fahrzeuge deutlich zu verbessern.

Führend in diesem Teilprojekt haben sich AURORA mit ihrer Tochtergesellschaft HEAVAC sowie weiteren Partnern im eBus-Cluster wie BITZER, Cellofoam, SCHUNK, S.M.A. Metalltechnik und Fraunhofer IVI ein gemeinsames Ziel gesetzt:

  • Optimierung der Thermoregelung des E-Busses, um die Effizienz des Busses zu maximieren und den Energiebedarf zu minimieren.

Hierfür werden selbstlernende Regelsysteme für das Thermomanagement entwickelt, die den Energiebedarf auf das Zusammenspiel verschiedenster relevanter Parameter optimal und flexibel anpassen.

Die AURORA-Gruppe  – international tätiger Hersteller von Heiz-Klima-Systemen und Komponenten – bringt im eBus-Cluster seine Kompetenz mit dem innovativen AURORA HKL-System ein, das modular und kompakt aufgebaut wird. Herzstück dieses neuen HKL-Systems ist die Wärmepumpe der AURORA-Tochter HEAVAC, die gleichzeitig heißes und kaltes Wasser zur Verfügung stellt.

 

Durch den kompakten Kühlkreislauf ist der Kältemittelbedarf deutlich geringer als bei herkömmlichen Heizsystemen. Die Heizleistung der Aurora-Konvektoren wird durch AURORA PUMA Axialgebläseheizer unterstützt. Das gesamte als 5-Zonen-Anlage HKL-System ist CAN-Bus fähig und wird mit dem AUORA-Aranea Steuerungsmodul geregelt und ist über einen direkten HMI-Zugang leicht zu bedienen. Dank Smart-Sensoren werden Temperatur, Drücke, Luftverteilung, Filter etc. vollautomatisch gesteuert.


Die BITZER Firmengruppe – weltgrößter unabhängiger Hersteller von Kältemittelverdichtern leistet mit dem zur Verfügung gestellten neu entwickelten SPEEDLITE Verdichter einen wichtigen Beitrag zum Erfolg des Clusters.

Der langlebige und besonders kompakte, halbhermetische BITZER Scrollverdichter mit integriertem und für den mobilen Einsatz optimierten Frequenzumrichter sorgt für höchste Voll- und Teillasteffizienz. Integriert in das ganzheitliches Systemkonzept des E-Bus-Cluster, ermöglicht der BITZER SPEEDLITE Verdichter die Verwendung von „grünen Kältemitteln“ und damit ein ganzjährig effizientes und nachhaltiges Thermomanagement.


Die Produkte der S.M.A- Metalltechnik  – aus dem schwäbischen Backnang – finden Sie in zahlreichen Produkten führender deutscher und europäischer Herstellen von PKW und Nutzfahrzeugen wieder.

Im  eBus-Cluster wird durch den Einsatz eines innovativen Rohr-in-Rohr-Wärmetauschers die Effizienz  der AURORA-HEAVAC-Wärmepumpe im  Kältemittelkreislauf erhöht. Dies bedeutet weniger Energieverbrauch und dadurch auch Reduzierung des CO2-Eintrags in die Atmosphäre bei der Erzeugung der notwendigen Kälte beim Kühlen des Fahrgastraums im Sommer, als auch beim Heizen im Winter.
Hochdichte Verbindungstechnik und Kältemittelschläuche verhindern den Austritt des Kältemittel aus dem Gesamtsystem und tragen  hier zur Reduzierung des Ozons in der Atmosphäre bei.

 


CELLOFOAM ist anerkannter Spezialist auf dem Sektor der Schall- und Wärmeisolation sowie für Dichtungsprodukte in industriellen und technischen Anwendungsbereichen – mit dem Fokus auf brandsichere Materialien für Busse und Schienenfahrzeuge.

CELLOFOAM liefert die smarten Wärmepaneele mit integriertem Latentwärmespeichermaterial (PCM = Phase Change Material), die in die Seitenwandverkleidung des Versuchsträgers eingebaut werden.  Diese strahlen bei geringem Energiebedarf gleichmäßig Wärme ab, ermöglichen eine exakte Wärmeverteilung, bessere Wärmespeicherung und minimieren Wärmeverluste bei Türöffnungen.

Durch partiell steuerbare Sensorerkennung werden systematisch nur die Bereiche erwärmt, an denen auch Fahrgäste sitzen oder stehen. Über das IoT werden diese Daten verarbeitet und an die Klimasteuerung weitergegeben.

 

Ein weiterer wichtiger Baustein zur Erhöhung der Energieeffizienz des Fahrzeuges sind leistungsfähige Isolierungen. Auch hier bringt Cellofoam seine Expertise im eBus-Cluster ein: z.B. durch innovative, im Praxiseinsatz erprobte Rohrleitungsisolierungen aus der Serie Cello® Pipe Insulation. Diese sind hergestellt aus einem wasser- und ölabweisenden Polyestervlis und wahlweise kaschiert mit Aluminium- oder Polyesterfolie. Damit wird der Wärme-/Kälteverlust im Warmwasserkreislauf minimiert.


Schunk Carbon Technology ist die größte Division der Schunk Group und weltweit führend in der Entwicklung und Herstellung von Werkstoffen,  Verbundstoffen aus Kohlenstoff und technischer Keramik.

Als Partner im eBus-Cluster ermöglicht Schunk mit dem innovativen als Dachstromabnehmer ausgelegten SLS 102 Pantographen neuartige Ladeinfrastruktur, die sich an alle gängigen Ladestrategien anpassen lässt. Das im eBus-Cluster integrierte „bottom-up“-System ist im 4-polige Design gemäß der CCS-Mode 4 Communication mit vorauseilenden Kontakten ausgelegt. Die Kontaktierung zwischen Ladeinfrastruktur und Fahrzeug erfolgt völlig automatisch und kompensiert problemlos Parktoleranzen oder Kneeling-Funktionen. Bei Puls-Ladung ist das Fahrzeug dann nach nur wenigen Sekunden wieder vollständig aufgeladen.


Um alle Daten im Internet of Things zu vernetzen, kann das eBus-Cluster auf die Kompetenzen des Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI in Dresden in den Bereichen Fahrzeug- und Antriebstechnik zählen.

Die vom Fraunhofer IVI entwickelte Softwarelösung speichert alle zur Verfügung gestellten Daten vom Fahrzeug (z.B. Türöffnungen, Belegungsdaten, Innenraumtemperatur etc.) und des integrierten Heizungs-, Lüftungs- und Klimasystems (Drücke, COP-Werte etc.). Diese werden mit relevanten Daten aus dem Internet (wie Witterungsdaten und Streckenprofil) kombiniert und verarbeitet.

Erst ein kontinuierlicher Prozess ermöglichst eine selbstlernende Regelung der Klimaanlage. Dabei werden Basisdaten (z.B. Internet) mit historisch gemessenen und aufgezeichneten Daten kombiniert und mit aktuellen und zu erwartenden Einflüssen abgeglichen. Die Ergebnisse werden an die einzelnen Systeme zurückgespielt. So wird der Energiebedarf des Fahrzeugs optimiert, in dem z.B. die Temperatur im Fahrzeug je nach Witterung, Fahrzeugbelegung etc. angepasst wird.