Thermolelektrischer Generator am Versuchsfahrzeug. Verschiedene EinstellungenThermoelektrischer Generator im AbgasstrangGrafik: Funktion des thermoelektrischen GeneratorsFahrszenen Testfahrzeug mit thermoelektrischem Generator. Verschiedene Einstellungen. StativOnboard: FahrerDetail: Tachometer. Wagen beschleunigtDisplay: Funktion des thermoelektrischen Generators3 D-Animation. Zeigt die nächste Generation des NASA-Mars-Rovers mit thermoelektrischem Generator. Verschiedene Szenen (Quelle: NASA. Siehe Fussnote)

Frage: Wir funktioniert der thermoelektrische Generator? Antwort: Der thermoelektrische Generator (TEG) fußt auf einem physikalischen Effekt, den Thomas Seebeck bereits im Jahre 1821 entdeckt hat. Dieser Effekt beschreibt die direkte Umwandlung von Wärme in elektrischen Strom. Werden die Enden eines elektrischen Halbleiters – in albleitermaterials – in der Regel sind es Halbleitermaterialien – einem Temperaturgefälle ausgesetzt, so fließt Strom. Je größer dabei das Temperaturgefälle ist, desto mehr Strom fließt. Frage: Was bringt der TEG im Fahrzeug? Antwort: Im Fahrzeug besteht die Möglichkeit, einen TEG im Abgasstrang zu integrieren. Dies ist besonders attraktiv, da selbst in einem sehr effizienten Verbrennungsmotor nur rund ein Drittel der Energie, die im Kraftstoff steckt, in mechanische Energie umgewandelt wird. Die restlichen zwei Drittel gehen in Form von Wärme verloren. Beim TEG im Automobil nutzt man das Temperaturgefälle zwischen dem heißen Abgas und dem deutlich kälteren Kühlwasser zur Stromerzeugung. Ziel ist es, möglichst viel Wärme aus dem Abgas zu nutzen und in Strom zu wandeln, ohne dabei die Leistung des Motors zu limitieren. Frage: Was hat der Kunde davon? Antwort: Der Kunde hat den Vorteil einer weiteren CO²-Reduzierung, d.h. einer weiteren Verbrauchsreduzierung, ohne die Freude am Fahren zu beschränken. Im realen Betrieb sind künftig Potentiale von bis zu fünf Prozent möglich. Frage: Gibt es noch weitere Nutzeffekte? Antwort: Dieses System bietet außerdem zusätzliche Effekte. So werden beim Kaltstart die Heizung oder der Motor mit zusätzlicher Wärme versorgt. Das Fahrzeug erreicht so schneller seine Betriebstemperatur. Das Faszinierende an dieser Technologie ist, dass der Kunde beim Fahren, das heißt auf der Autobahn, auf der Landstraße oder sogar beim Beschleunigen Energie zurückgewinnt. Somit ist diese Technik eine ideale Ergänzung zum BMW-EfficientDynamics-Bremsenergie-Rückgewinnung. Frage: Gibt es noch andere Anwendungsmöglichkeiten? Antwort: TEGs werden bereits seit Jahrzehnten in der Raumfahrt eingesetzt. Bei Missionen wie der NASA-Voyager-Mission, die sich so weit von der Sonne entfernen, dass mittels Solarstrom keine Energie mehr gewonnen werden kann, werden TEGs eingesetzt zur Stromgewinnung, um diese Raumsonden mit Energie zu versorgen. Frage: Wann ist mit einem Serieneinsatz zu rechnen? Antwort: Wir befinden uns derzeit in der Entwicklungsphase. Wann es zum Serieneinsatz kommt, ist noch offen, da gerade in der Materialentwicklung noch ein sehr langer Weg vor uns liegt.

Monitor mit Grafik. Zeigt verschiedene EfficientDynamics Maßnahmen im Einsatz: Elektrisches Lenksystem ohne Energieaufnahme Klimakompressor angekoppelt Klimakompressor abgekoppelt Hohe Motorlast. Öffnen der Luftklappen. Anhebung der elektrischen Wasserpumpenleistung für optimale Dynamik. Niedrige Motorlast. Luftklappen schließen. Absenkung der elektrischen Wasserpumpenleistung. Für optimale Effizienz.Monitor im Fahrbetrieb: Hohe Motorlast. Öffnen der Luftklappen. Anhebung der elektrischen Wasserpumpenleistung für optimale Dynamik Keine Treibstoff-Einspritzung Verbrennungsmotor im effizienten Schichtbetrieb Niedrige Motorlast. Luftklappen schließen. Absenkung der elektrischen Wasserpumpenleistung. Für optimale Effizienz Rekuperation erfolgt. Entlastung des Generators Hohe Beschleunigung. Luftklappen öffnen. Elektrische Wasserpumpenleistung erhöht. Für optimale Dynamik Homogener Motorbetrieb Wandlerkupplung geöffnet. Verbrennungsmotor gestoppt. Versorgung des Bordnetzes aus Batterie Entlastung des Generators. Homogener Motorbetrieb. Vollast-Beschleunigung. Luftklappen geöffnet. Elektrische Wasserpumpen-Leistung erhöht. Für optimale Dynamik. Versorgung des Bordnetzes aus Batterie.

Fahrszenen Testfahrzeug mit vorausschauendem Energiemanagement. Verschiedene Einstellungen. Monitor zeigt Leistungsprognose und Überhol-Wahrscheinlichkeit: Vorausfahrendes Fahrzeug erkannt Hohe Wahrscheinlichkeit für Überholmanöver, Hohe mittlere Motorleistung erwartet. Lade Energiespeicher. Neuer Zielwert für Kühlmitteltemperatur: 80 Grad. Luftklappen geöffnet. Elektrische Wasserpumpenleitung erhöht. Für optimale Fahrleistungen Entlastung des Generators. Einfahrt in 30er-Zone in weniger als 500 m. Niedrige mittlere Motorleistung erwartet. Neuer Zielwert für Kühlmitteltemperatur:110 Grad. Ausreichender Energiehub verfügbar. Konditionierung des Speicherverdampfers für optimale Auto-Start-Stopp-Verfügbarkeit Verlassen der Ortschaft in weniger als 500 m. Hohe mittlere Motorleistungen erwartet. Ausreichender Energiehub verfügbar. Neuer Zielwert für Kühlwassertemperatur: 80 Grad. Für optimale Fahrleistungen. Ortsausfahrt erfolgt. Mittlere Motorleistung erwartet. Luftklappen schließen. Elektrische Wasserpumpenleistung abgesenkt. Für optimale Effizienz. Autobahnauffahrt erkannt. Hohe mittlere Motorleistungen erwartet. Laden des elektrischen Speicher. Temporäres Abkoppeln des Klimakompressors vorbereiten. Dynamische Fahrweise erkannt. Anhebung des mittleren Ladezustandes. Entlastung des Generators. Neue zulässige Höchstgeschwindigkeit: 100 km/h. Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit erwartet. Luftklappen schließen. Absenkung der elektrischen Wasserpumpenleistung. Umschalten in Schichtbetrieb. Fahrszenen mit beiden Fahrzeugen. Fahrzeug mit vorausschauendem Energiemanagement überholt Fahrzeug mit TEG.Fahrszenen BMW 530 i mit vorausschauendem Energiemanagement. Diverse Einstellungen. Stativ.

Frage: Was heißt vorausschauendes Energiemanagement? Antwort: Heute berücksichtigen Fahrzeuge nur den aktuellen Fahrzustand und die gerade vorliegenden Wünsche es Fahrers. Das vorausschauende Energiemanagement kann mit Hilfe von Sensoren ein Stück in die Zukunft schauen. Dafür vernetzen wir bereits im Fahrzeug vorhandene Systeme, zum Beispiel den Abstandsradar oder die Navigation. Mit Hilfe dieser Informationen können wir vorhersagen, ob ein Überholvorgang wahrscheinlich ist, ob der Fahrer bald im Stau stehen oder in eine verkehrsberuhigte Zone fahren wird. So lässt sich der Wagen bereits bevor ein Ereignis optimal vorbereiten, um dann mit einem Maximum an Dynamik und Effizienz reagieren zu können. Das ist für uns die konsequente Weiterentwicklung von Effizienter Dynamik. Frage: Was sind die entscheidenden Vorteile für den Kunden? Antwort: Durch das vorausschauende Energiemanagement erlebt der Kunde ein auf den Punkt optimiertes Fahrzeug, das situationsbezogen weniger Verbrauch bzw. spontane Fahrleistungen hat. Er kommt beispielsweise mit weniger Verbrauch durch den Stau, kann mit mehr Dynamik überholen. Weitere Verbrauchsreduktion ist möglich durch intelligente, verkehrs- und streckenbezogene Anpassung der Fahrzeug-Betriebsstrategie. Die neuen Funktionalitäten, die das vorausschauende und energieoptimierte Fahren mit sich bringt, steigern damit erlebbar den Kundennutzen und das Fahrerlebnis. Frage: Wie viel davon wird der Fahrer in der Praxis mitbekommen? Antwort: Die Systeme arbeiten im Wesentlichen ohne dass der Fahrer etwas davon bemerkt. Der Kunde hingegen erlebt ein Fahrzeug, das Ihn intelligent unterstützt und nicht bevormundet oder gar ablenkt. Beim Tanken merkt der Fahrer, dass der Wagen noch sparsamer ist, obwohl er sich spürbar agiler und dynamischer fährt. Frage: Welche Weiterentwicklung steht als nächstes an und wann kommt es zum Serieneinsatz? Antwort: Wir befinden uns mit dem vorausschauenden Energiemanagement noch in der Entwicklungsphase. In Versuchsfahrzeugen haben wir gezeigt, welches Potenzial in diesem Thema steckt. Die Basistechnik dafür ist verfügbar beziehungsweise teilweise heute schon in Serie. Von daher hoffen wir, dass einer mittelfristigen Umsetzung dieser Funktionen nichts mehr im Wege steht.