Technische Universität Graz
Am Projekt CMO sind drei Institute der Technischen Universität Graz beteiligt, die komplementäre Kompetenzen für den Bau des Flywheel-Energiespeichers einbringen:
- Das Institut für Elektrische Messtechnik und Messsignalverarbeitung (EMT) liefert die Expertise in den Gebieten Leistungselektronik, Simulation (Energiefluss-Simulation, Komponentenmodellierung, Optimierung) und Sensorik.
- Das Institut für Maschinenelemente und Entwicklungsmethodik (MEEM) beschäftigt sich mit den grundlegenden maschinenbaulichen Aspekten (Dauerfestigkeit des Rotors, Lagerung) sowie mit der Methodik zur Abwicklung stark interdisziplinärer Entwicklungsprojekte.
- Das Institut für Elektrische Antriebstechnik und Maschinen (EAM) steuert seine Kernkompetenz im Bereich Aufbau und Regelung elektrischer Maschinen bei.
Alle Institute haben langjährige Erfahrungen in der Abwicklung von Forschungs- und Entwicklungsprojekten, meist in Kooperation mit wissenschaftlichen und industriellen Partnern. Die Projekterfahrung reicht dabei von der reinen Grundlagenforschung bis zur Vorbereitung von Serienprodukten in enger Kooperation mit Industriebetrieben.
Aufgabe in CMO
Im Rahmen des Projektes CMO wird ein elektromechanischer Schwungradspeicher (Flywheel) entwickelt, der für den Einsatz in Kfz optimiert ist und im Demonstrationsfahrzeug eingesetzt bzw. getestet werden soll.
Die Vorteile eines derartigen Speichers im Einsatz in Elektro- bzw. Hybridfahrzeugen sind:
- Reduktion des Verbrauchs durch Bereitstellung eines hocheffizienten Zwischenspeichers für die anfallende Bremsenergie,
- Aufnahme der kurzzeitigen Leistungsspitzen und damit starke Erhöhung der Lebensdauer der eingesetzten Batteriesysteme (betrifft speziell Elektrofahrzeuge mit relativ kleiner Batterie-Kapazität bzw. Hybridsysteme),
- Boost-Funktion zur Entlastung des Batteriesystems von Elektrofahrzeugen bzw. zur Verbesserung der Fahrdynamik bei Hybridsystemen mit leistungsschwacher Verbrennungskraftmaschine,
- Möglichkeit der Lastpunktverschiebung einer Verbrennungskraftmaschine bzw. Ausgleich der Dynamik des Energiebedarfs für Brennstoffzellen-basierte Systeme.
Die Entwicklung des Flywheel-Speichers wird an der TU Graz durchgeführt und beinhaltet die folgenden Themenbereiche:
- Ermittlung der elektrischen und mechanischen Anforderungsprofile an das System im realen Fahrbetrieb (durch Simulation bzw. Messung),
- Ermittlung der optimalen Leistung und Energiespeicherkapazität des Systems,
- Evaluierung unterschiedlicher Ausführungsformen sowie unterschiedlicher Konzepte des elektrischen Motors/Generators,
- Design des Rotors (mechanische Belastung, elektromagnetische Verluste, Lagerung),
- Design der elektrischen Maschine und des Umrichters (Aufbau, Regelung, Wirkungsgrad-Optimierung), sowie
- Aufbau und Erprobung des Systems.
Das entwickelte System wird voraussichtlich im Sommer 2012 im Demonstrator-Fahrzeug eingebaut und sowohl am Prüfstand wie auch im praktischen Einsatz im Kfz erprobt.
