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Yamaha Corporation und Sumitomo Corporation Power & Mobility: Nachweis wesentlicher CO2-Reduktionen durch Installation von thermoelektrischem Generator in einem Fahrzeug

CO2-Reduktion um bis zu 3,1 % durch regenerative Energie aus Abgaswärme über thermoelektrische Generatoranlage in einem Fahrzeug mit 2,0-l-Benzinmotor

HAMAMATSU, Japan, June 02, 2022--(BUSINESS WIRE)--Die Yamaha Corporation und die zur Sumitomo Corporation gehörende Konzerngesellschaft Sumitomo Corporation Power & Mobility Co., Ltd. (im Folgenden kurz „die beiden Unternehmen" oder „wir"), haben gemeinsam ein neues Abwärmerückgewinnungssystem auf Grundlage eines thermoelektrischen Generators (im Folgenden kurz „TEG") vorgestellt, das elektrischen Strom aus Abgaswärme generiert und die CO2-Emissionen bei Fahrzeugprüfungen auf einem Rollenprüfstand nachweislich senkt (im Folgenden kurz „der Demonstrationsversuch").

Diese Pressemitteilung enthält multimediale Inhalte. Die vollständige Mitteilung hier ansehen: https://www.businesswire.com/news/home/20220524006208/de/

Illustration of TEG unit’s Effect for Automotive (Graphic: Business Wire)

Durch die TEG-Anlage, die in einem Teil des Auspuffsystems des Fahrzeugs installiert wird, können die CO2-Emissionen infolge der Reduktion der Generatorbelastung reduziert werden, was durch die Generierung von elektrischem Strom aus ungenutzten Abgasen und ebenso durch die frühere Erwärmung des Motors dank Erwärmung der Kühlflüssigkeit durch die TEG-Anlage beim Motorstart erreicht wird.

In diesem Demonstrationsversuch wurde die TEG-Anlage in einem Testfahrzeug installiert, und der durch die TEG-Anlage erzeugte elektrische Strom sowie die CO2-Emissionen wurden auf einem Rollenprüfstand gemessen. Dank der TEG-Anlage reduzierten sich die CO2-Emissionen während des europäischen WLTP-Fahrzyklus*1 um 1,9 % (d. h. 3,9 g/km). Angesichts dieses Ergebnisses wurde der potenzielle Nutzen der TEG-Anlage bei weiteren Optimierungen der Installation der TEG-Anlage in Fahrzeugen mit einer geschätzten CO2-Reduktion um 3,1 % (d. h. 6,4 g/km) beziffert.

Hintergrund der Entwicklungsbemühungen
In letzter Zeit haben die Bestrebungen zum Erreichen einer kohlenstoffneutralen Gesellschaft weltweit zugenommen, und weitere CO2-Reduktionen werden von der Automobilindustrie dringend gefordert.

TEG-Anlagen ziehen schon lange Aufmerksamkeit auf sich als umweltfreundliche Technologie, und in der Automobilindustrie sind verschiedene Entwicklungsbemühungen im Gange, um die Technologie zur Reduktion der CO2-Emissionen zu nutzen. Aufgrund der ungenügenden Leistung und Verlässlichkeit der TEG-Komponenten und auch wegen mangelhafter ingenieurtechnischer Arbeiten an der Konstruktion eines Systems mit TEG-Anlage für Fahrzeuge ist die Technologie jedoch bisher nicht in der Praxis eingesetzt worden.

Im März 2021 nahmen beide Unternehmen probeweise den Verkauf der TEG-Komponente YGPX024*2 auf, die über die höchste Leistung verfügt und das größte Format aufweist,*3 um damit die Marktbedürfnisse zu erkunden. Jetzt haben wir diesen Demonstrationsversuch für Anwendungen im Automobilbereich durchgeführt, wo ein großes Marktpotenzial vorhanden sein dürfte.

Der Demonstrationsversuch im Überblick
Dieser Demonstrationsversuch wurde an die FEV Europe GmbH (Hauptsitz: Aachen) ausgegliedert. Ein aus der TEG-Anlage und einem Gleichspannungswandler bestehendes System wurde in einem Testfahrzeug installiert, worauf der Demonstrationsversuch auf einem Rollenprüfstand durchgeführt wurde. Im Folgenden sind weitere Einzelheiten zum Demonstrationsversuch aufgeführt.

  • Testfahrzeug
    Jaguar F-PACE (2,0-l-Benzinturbomotor, SUV)

  • Konfiguration der TEG-Anlage
    Die TEG-Anlage besteht aus vier YGPX024-Komponenten, zwei Wärmetauschern für Abgas und drei Wärmetauschern für den Kühlwasserkreislauf. Mit ihrer urheberrechtlich geschützten Struktur und Fertigungsmethode bietet die YGPX024-Komponente die größte Leistung auf der Welt und eine für Anwendungen im Automobilbereich geeignete Verlässlichkeit.*3

  • Schaltbild der Installation der TEG-Anlage in einem Fahrzeug
    Die TEG-Anlage wurde im Auspuffrohr auf der dem Katalysator nachgelagerten Seite installiert. Der Motorkühlkreislauf wurde verzweigt und auf die TEG-Anlage ausgeweitet. Die bestehende Wasserpumpe des Fahrzeugs wurde zur Versorgung der TEG-Anlage mit Kühlflüssigkeit verwendet. Parallel zum bestehenden Generator wurde die TEG-Anlage über einen Gleichspannungswandler mit MPPT-Funktion (Maximum Power Point Tracking) direkt an die bestehende 12-V-Batterie angeschlossen, wodurch die Anlage optimal betrieben werden und auf effiziente Weise elektrischen Strom beziehen konnte. Für diesen Test wurden keine externen Vorrichtungen verwendet, weil die Beurteilung des tatsächlichen Nutzens für das Fahrzeug von großer Bedeutung war.

  • Beurteilungsmethode
    Dieser Demonstrationsversuch wurde auf der Grundlage verschiedener Testzyklen durchgeführt, wie z. B. der europäische WLTP-Fahrzyklus (inkl. Phase 4), der US06-Fahrzyklus*4 und ein stationärer Fahrzyklus. Während der Untersuchungen auf einem Rollenprüfstand wurden die CO2-Emissionen und die von der TEG-Anlage erzeugte elektrische Leistung gemessen, um den Effekt der TEG-Anlage beurteilen zu können.

Testergebnis
CO2-Reduktion und elektrische Leistung der TEG-Anlage werden wie folgt zusammengefasst.

  • Europäischer WLTP-Fahrzyklus
    CO2-Reduktion: 1,9 % (3,9 g/km); maximale elektrische Leistung: 165 W

  • US06-Fahrbetrieb
    Durchschnittliche elektrische Leistung: 97 W

  • Stationärer Fahrzyklus bei 2.000 U/Min. (für Elektrofahrzeuge mit verlängerter Reichweite und Serienhybridfahrzeuge)
    Elektrische Leistung: 195 W, entspricht 40 % der vom Generator erzeugten Leistung

Bei diesem Demonstrationsversuch gab es erhebliche Installationsbeschränkungen für die TEG-Anlage, und die Gastemperatur bei der Abgaszuleitung erreichte den Zielwert nicht. Daher führten wir einen zusätzlichen Test durch, bei dem die angestrebte Gastemperatur erreicht wurde, und aufgrund dieses Testergebnisses kam unsere Analyse auf eine maximale Reduktion der CO2-Emissionen um 3,1 % (6,4 g/km) bei einer optimierten Installation der TEG-Anlage im Fahrzeug.

Zukunftsaussichten
Es ist unbestritten, dass Elektrifizierung und effizientere Verbrennungsmotoren in der Automobilindustrie unumgänglich sind, um eine kohlenstoffneutrale Gesellschaft zu erreichen. Die meisten Automobilhersteller benötigen neuartige Technologien für weitere Verbesserungen der CO2-Reduktion von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. Unser Ziel ist es, zusammen mit unseren Kunden eine kohlenstoffneutrale Gesellschaft durch den weltweit ersten praktischen Einsatz einer TEG-Anlage für Anwendungen im Automobilbereich zu schaffen.

*1.

Worldwide harmonized Light duty driving Test Procedure: Internationale Standardverfahren für Testzyklen und Testmethoden zu Abgasemissionen in Personenkraftwagen und Leichtnutzfahrzeugen

*2.

Einzelheiten zu der TEG-Komponente finden Sie unter der folgenden Internetadresse:

 

https://device.yamaha.com/en/thermoelectric_cooler/generator/

*3.

Gemäß Untersuchungen von beiden Unternehmen aus dem Jahr 2022

*4.

Eine der Testmethoden zu Abgasemissionen und Brennstoffwirkungsgrad, die in Nordamerika eingeführt wurden, um Abgase bei hoher Geschwindigkeit und hoher Beschleunigung zu messen

  • Informationen über Sumitomo Corporation Power & Mobility Co., Ltd.
    Sumitomo Corporation Power & Mobility Co., Ltd., entwickelt breit gefächerte Geschäftstätigkeiten rund um die Welt, die mit dem „Aufbau der nächsten Generation von Transportsystemen und sozialer Infrastruktur" zusammenhängen, indem das Unternehmen auf die reichhaltige Erfahrung und Fachkompetenz der Sumitomo Corporation und des internationalen Netzwerks des Konzerns zurückgreift. Wichtige Geschäftsbereiche sind (1) der Handel mit Automobilen und Schienenfahrzeugen sowie Ausrüstungen für Stromerzeugungsanlagen (Ein- und Ausfuhr sowie Dreieckshandel), (2) die Entwicklung und Durchführung von Kraftwerks- und Transportprojekten im Ausland und (3) die Entwicklung neuer Geschäftsfelder im Bereich Mobilität.
    Weitere Einzelheiten finden Sie hier: https://www.sc-pmco.com/en/

* Alle Produkt- und Firmennamen sind Marken oder eingetragene Marken ihrer jeweiligen Inhaber.
* Alle Angaben sind zum Zeitpunkt der Veröffentlichung dieser Mitteilung gültig. Änderungen nach der Veröffentlichung sind vorbehalten.

Die Ausgangssprache, in der der Originaltext veröffentlicht wird, ist die offizielle und autorisierte Version. Übersetzungen werden zur besseren Verständigung mitgeliefert. Nur die Sprachversion, die im Original veröffentlicht wurde, ist rechtsgültig. Gleichen Sie deshalb Übersetzungen mit der originalen Sprachversion der Veröffentlichung ab.

Originalversion auf businesswire.com ansehen: https://www.businesswire.com/news/home/20220524006208/de/

Contacts

Für Anfragen von Medienvertretern:
Yamaha Corporation, Bereich Medienarbeit, Abteilung für Unternehmenskommunikation, Ayumu Sato
Kontaktformular: https://inquiry.yamaha.com/contact/?act=55&lcl=en_WW
Tel: +81-53-460-2210 (nur für Korrespondenz in Japan)
Web: www.yamaha.com

Für generelle Anfragen:
Yamaha Corporation, Abteilung für Elektrogeräte
https://device.yamaha.com/en/thermoelectric_cooler/contacts

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