Minuten vergehen ohne Abgasreinigung

Die Modellrechnung der Forscher startet an einem Wintertag bei minus 13 Grad Celsius. In den ersten 30 Sekunden der Autofahrt passiert im Katalysator ... gar nichts. Dann beginnt sich das erste Viertel des Katalysators zu erwärmen. Nach einer Minute beginnt die Erwärmung im zweiten Viertel; erst zwei Minuten nach Motorstart wird das dritte Viertel warm. Es dauert insgesamt dreieinhalb Minuten, bis der Katalysator zu drei Viertel durchgeheizt ist und bei 140 Grad Celsius Betriebstemperatur einen guten Teil der Abgase reinigen kann.

Stellenmarkt
  1. Entwicklungsingenieur Kontaktlose Kommunikation (m/w/d)
    Comprion GmbH, Paderborn
  2. Global Process Owner Software Architecture (m/w/d)
    Knorr-Bremse Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH Schwieberdingen, Schwieberdingen bei Stuttgart
Detailsuche

Die Forscher wiederholten anschließend die Modellrechnung für ein Hybridauto. Angenommen, der Katalysator war schon einmal warm und ist nun im Stop-and-Go-Verkehr abgekühlt, weil der Wagen eine ganze Weile nur mit seinem Elektromotor unterwegs war. Der "abgekühlte" Kat hat zwar immer noch knapp 90 Grad Rest-Temperatur; doch auch in diesem Fall ist er erst nach drei Minuten völlig durchgeheizt. Allerdings verläuft das Aufheizen auf einem höheren Temperaturniveau, was günstiger für das Einsetzen der ersten chemischen Reinigungs-Reaktionen ist.

Kaltstart auf der Beschleunigungsspur

Schließlich simulierten die Forscher einen Kaltstart auf der Autobahnauffahrt - ein typisches Szenario für Plugin-Hybride, die mit Batteriestrom bis zum Stadtrand fahren können und dann kräftig Gas geben. In diesem Fall ist der Katalysator minus 13 Grad kalt, doch es fließt die doppelte Menge an heißen Auspuffgasen durch. Beim Plugin-Hybrid ist der Katalysator bereits nach 90 Sekunden warm genug, um alle Abgase zu reinigen - der stärkere Abgasstrom "föhnt" den Katalysator schneller warm; die chemischen Reaktionen setzen früher und stärker ein.

Doch die schlechte Nachricht dabei lautet: Auch modernste Plugin-Hybride stoßen bei jedem Kaltstart noch minutenlang giftige Schadstoffe aus. Das könnte in den nächsten Jahren zum Problem werden, wenn die EU die Abgasvorschriften noch weiter verschärfen wird. Das Problem lässt sich nur lösen, wenn der Katalysator ganz gezielt aufgeheizt wird, sobald der Verbrennungsmotor anspringt. Oder noch besser: bevor er anspringt. Wie könnte das gehen?

Golem Karrierewelt
  1. Airtable Grundlagen: virtueller Ein-Tages-Workshop
    17.02.2023, Virtuell
  2. Go für Einsteiger: virtueller Zwei-Tages-Workshop
    23./24.01.2023, Virtuell
Weitere IT-Trainings

"Ich sehe da drei Möglichkeiten", sagt Empa-Forscher Dimopoulos Eggenschwiler. "Man könnte den Motor heißere Abgase produzieren lassen - das kostet allerdings zusätzlich Treibstoff. Man könnte die Batterie der Hybridautos nutzen, um die Abgase elektrisch vorzuwärmen. Und man könnte den Washcoat des Katalysators mithilfe von Mikrowellenstrahlung vorheizen - eine hier an der Empa entstandene Idee, die sich in Entwicklung zur Serienreife befindet."

Bleibt die Frage: Mit welcher Methode lassen sich Schadstoffe am effizientesten vermeiden? Und welche kostet am wenigsten Energie?

Auch das haben die Forscher durchgerechnet: Beim Kaltstart in der Stadt ist es am günstigsten, nur die Abgase vorzuheizen. Beim Kaltstart auf der Autobahn würde das wegen der großen Abgasmenge zu viel Energie kosten. Hier lohnt es sich, den Washcoat direkt vorzuwärmen. "Am Ende bringt nur eine Kombination aus allen Methoden die besten Ergebnisse", sagt Viola Papetti, die die Simulationsrechnungen durchführte.

Software hilft auch Elektroautos

"Da wäre noch eine weitere interessante Sache", sagt Panayotis Dimopoulos Eggenschwiler am Ende des Gesprächs. "Schon seit einiger Zeit wenden wir unsere Berechnungsmethode auch bei Elektroautos an." Das Simulationsprogramm der Empa-Forscher kann tatsächlich nicht nur die Wärmeverteilung im Abgas-Trakt eines Verbrennungsmotors berechnen, sondern ebenso gut die Erwärmung einer Lithium-Ionen-Batterie. Damit eignet sich das Tool perfekt, um die Kühltechnik in Elektroautos zu optimieren - aber auch die Kühlung einer Ladestationen, an der das Auto Strom aufnimmt. Eine nicht ganz unwesentliche Zweitnutzung der Software, denn: Nur mit einer optimalen Temperaturüberwachung und Kühlung sind effiziente Schnellladesysteme realisierbar.

Bitte aktivieren Sie Javascript.
Oder nutzen Sie das Golem-pur-Angebot
und lesen Golem.de
  • ohne Werbung
  • mit ausgeschaltetem Javascript
  • mit RSS-Volltext-Feed
 Verkehr: Das Kaltstart-Dilemma der Autos mit Hybridantrieb
  1.  
  2. 1
  3. 2


dtk17 18. Mär 2020

Vitesco Technologies bringt das gerade in Serie, google "emicat vitesco technologies"

dtk17 18. Mär 2020

Einen beheizten CAT gibt es von Vitesco Technologies, wird gerade von den ersten Kunden...

dtk17 18. Mär 2020

Eine Lösung dafür gibt es bereits, z.B. einen beheizten Katalysator von Vitesco...

schueppi 27. Feb 2020

Ja genau... *lach* - Ich liebe die Spinner welche diese Story glauben und verbreiten...



Aktuell auf der Startseite von Golem.de
25 Jahre Mars Attacks!
"Aus irgendeinem merkwürdigen Grund fehl am Platz"

Viele Amerikaner fanden Tim Burtons Mars Attacks! nicht so witzig, aber der Rest der Welt lacht umso mehr - bis heute, der Film ist grandios gealtert.
Von Peter Osteried

25 Jahre Mars Attacks!: Aus irgendeinem merkwürdigen Grund fehl am Platz
Artikel
  1. NIS 2 und Compliance vs. Security: Kann Sicherheit einfach beschlossen werden?
    NIS 2 und Compliance vs. Security
    Kann Sicherheit einfach beschlossen werden?

    Mit der NIS-2-Richtlinie will der Gesetzgeber für IT-Sicherheit sorgen. Doch gut gemeinte Regeln kommen in der Praxis nicht immer unbedingt auch gut an.
    Von Nils Brinker

  2. Artemis I: Orion-Kapsel ist in Mondorbit eingeschwenkt
    Artemis I
    Orion-Kapsel ist in Mondorbit eingeschwenkt

    Die Testmission für Mondlandungen der Nasa Artemis I hat den Mond erreicht. In den kommenden Tagen macht sich die Orion-Kapsel auf den Rückweg.

  3. Apple-Auftragsfertiger: Unruhen bei Foxconn und 30 Prozent iPhone-Produktionsverlust
    Apple-Auftragsfertiger
    Unruhen bei Foxconn und 30 Prozent iPhone-Produktionsverlust

    Foxconn soll Einstellungsprämien an Arbeiter nicht gezahlt haben, weshalb es zu Unruhen kam. Nun gab es Massenkündigungen. Für Apple ist die Situation gefährlich.

Du willst dich mit Golem.de beruflich verändern oder weiterbilden?
Zum Stellenmarkt
Zur Akademie
Zum Coaching
  • Schnäppchen, Rabatte und Top-Angebote
    Die besten Deals des Tages
    Daily Deals • Black Friday bei Mindfactory, MediaMarkt & Saturn • Prime-Filme leihen für je 0,99€ • WD_BLACK SN770 500GB 49,99€ • GIGABYTE Z690 AORUS ELITE 179€ • Seagate FireCuda 530 1TB 119,90€ • Crucial P3 Plus 1TB 81,99 & P2 1TB 67,99€ • Alpenföhn Wing Boost 3 ARGB 120 3er-Pack 42,89€ [Werbung]
    •  /