Antriebe und Steuerungen

Nützlicher Energie-Abbau

Bremswiderstände für Brennstoffzellen- und Hybridfahrzeuge
Eine neue Technologie flüssigkeitsgekühlter Hochlast-Bremswiderstände entwickelte die britische Firma Hipas. Sie ermöglicht die sinnvolle Nutztung der anfallenden Bremsenergie.

Die Widerstandsreihe LCHP kann eine Reihe von Funktionen beim Betrieb eines Fahrzeuges übernehmen. Ihre grundsätzliche Aufgabe ist das Bremsen durch das Aufschalten des Widerstands an den Antriebsmotor mittels der Steuerelektronik, während bei der Abbremsung des Motors (im generatorischen Betrieb) elektrische Energie erzeugt wird. Zusätzlich kann die Steuerungssoftware im Schubbetrieb – beispielweise bei Gefälle, wenn der Motor als Generator arbeitet – eine voreingestellte Geschwindigkeit halten, indem der Bremswiderstand entsprechend an den Motor geschaltet wird. Wenn Strom durch den Widerstand fließt, wandelt sich die elektrische Energie in Wärme, die an das Kühlmedium übergeht.

Bremsenergie erwärmt Fahrgastzelle

Es stellt sich die Frage, ob diese Wärmeenergie ökonomischer verwendet werden kann, als sie über einen Kühler an die Umgebung abzugeben. Im einfachsten Fall lässt sich das erwärmte Kühlmittel durch die Heizungs-/Klimaanlage umleiten und kann so zur Erwärmung der Fahrgastzelle beitragen. Eine weitere sinnvolle Nutzung ist die Verwendung der Wärme zur Regelung der Betriebstemperatur der Brennstoffzelle. Zusätzlich lässt sich der Widerstand nutzen, um die Aufwärmphase der Brennstoffzelle bis zum Erreichen der optimalen Betriebstemperatur zu verkürzen. Hierzu wird die gesamte abgegebene elektrische Energie (oder zunächst ein Teil davon) durch den Widerstand geleitet und die erwärmte Kühlflüssigkeit wiederum durch die Brennstoffzelle geführt.

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Die Widerstandsserie LCHP gibt es zunächst in vier Versionen mit 35, 70, 100 und 150 Kilowatt Nennlast. Die Gehäuse in Schutzart IP65 bestehen vollständig aus Thermoplastik. Sie wiegen nur sechs bis 13,5 Kilogramm und haben eine sehr geringe Koppelkapazität. Durch Konstruktion und neue Materialien konnte die Baugröße soweit verringert werden, dass die Montage des Widerstands innerhalb des Motorraums möglich wird. Die Massereduktion beträgt – gegenüber einer konventionellen Metallkonstruktion – bis zu 50 Prozent. Der nutzbare Spannungsbereich reicht bis 750 Volt (Inverter/Chopper). Die Bremswiderstände können bei Umgebungstemperaturen von minus 40 bis plus 60 Grad Celsius betrieben werden. (gm)

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