Toyota’s Wärmemanagement System – Kühlmittel-Wärmespeicherung in der Serie heute, neue Technologien für die Zukunft

Autoren

H. Ichinose, H. Kobayashi, T. Takaoka, Toyota Motor Corporation, Shizuoka, Japan

Jahr

2004

Druckinfo

Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 12, Nr. 566

Zusammenfassung

Die Bewahrung hoher Luftqualität im Stadtbereich und die Begrenzung des Treibhauseffektes stellen grosse Herausfordungen dar. Im Hinblick auf diese Zielrichtung wurden Wärmemanagement Systeme entwickelt. In täglichen Fahrbetrieb werden nur etwa 30% der gesamten Kraftstoffenergie zum Antrieb und zur Klimatisierung umgesetzt, während 60% der Kraftstoffenergie als Abgas, Wärmeverluste und in der Aufwärmphase ungenutzt bleiben. Daher ist es wichtig, die gesamte Wärmeenergie im Fahrzeug zu betrachten, um den thermischen Wirkungsgrad zu verbessern. Hierbei gilt es prinzipiell, Wärmeverluste zu reduzieren, um Abgastemperatur zu erhöhen, sowie Wärmeenergie zu speichern und beim nächsten Kaltstart zur Vorheizung zu nutzen. Weiterentwicklungen beinhalten Wärmemanagementstrategien unter Einbeziehung von Turbolader und Wärmetauschern zur Nutzung von Abgasenergie. Toyota hat ein Kühlmittel Wärmespeichersystem (CHSS) als eine Variante von Wärmemanagement Systemen entwickelt, um Warmlaufemissionen und Innenraumkomfort zu verbessern. Das System erlaubt die Speicherung heisser Kühlflüssigkeit in einem Wärmespeichertank. Beim nächsten Kaltstart reduziert CHSS die unverbrandten Kohlenwasserstoffe durch schnelle Vorwärmung der Einlasskanäle durch heisse Kühlflüssigkeit aus dem Wärmespeichertank. CHSS wird im US Modell 2003 des Hybridfahrzeuges Prius eingesetzt. Das Fahrzeug erfüllt die ATPZEV Grenzwerte, die die strengste Abgasgesetznorm in den USA darstellen. Diese Abhandlung betrachtet Wärmemanagementsysteme mit Focus auf das neu entwickelte CHSST.

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