chopp
Meister
Energie(rück)gewinnung mit Stossdämpfern
Rekuperation von bis zu 250 W mit neuartigen Stossdämpfern im Auto
Erscheinungsdatum: 21 März 2010
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In einer neuen Studie in „Smart Materials and Structures“ berichten Prof. Lei Zuo, Brian Scully, Jurgen Shestani und Yu Zhou vom Bereich Mechanical Engineering der State University von New York über die Entwicklung und den Test von neuartigen Stoßdämpfern, mit denen sich Energie aus den Schwingungen eines Autos während der Fahrt gewinnen lässt. Die Forscher demonstrierten an einem Prototyp im Maßstab 1:2, dass während einer normalen Fahrt mit einer Geschwindigkeit von 70 km/h etwa 2...8 W pro Stossdämpfer erzeugt werden können. Bezogen auf Vierradbetrieb bei einem durchschnittlichen PKW sollten unter diesen Bedingungen Leistungen bis zu 256 W möglich sein.
Nach den Hochrechnungen der Forscher erzeugt ein einziger Stossdämpfer dann bis zu 64 W. Die rund 250 W bei vier Rädern lassen sich bei schlechten Straßen noch deutlich steigern.
Der Zweck von Stossdämpfern in der Federung moderner Kraftfahrzeuge besteht darin, Vibrationsenergie zu vernichten, um durch die so erzeugte Dämpfung der Schwingungen ein Aufschaukeln zu verhindern. Schon seit mehr als zehn Jahren beschäftigt sich die Forschung ernsthaft mit dem Ansatz, Schwingungsenergie mit Hilfe verschiedener magnetodynamischer Systeme in elektrische Energie umzuwandeln. Vom Prinzip her arbeiten diese Systeme so, dass die kinetische Energie zwischen Rad und gefederter Masse absorbiert wird und möglichst viel davon in nutzbare elektrische Energie umgewandelt wird.
Der Spezial-Stoßdämpfer des Forscher-Teams besteht aus zwei Komponenten: eine kleinere magnetische Röhre bewegt sich innerhalb einer umfassenden Röhre, die eine Spule enthält. Der die Spule tragende Teil besteht aus einer auf einem Kunststoffrohr aus POM aufgebrachten Kupferdrahtwicklung. Der magnetische Teil besteht aus ringförmigen Permanentmagneten, die sich mit ebenfalls ringförmigen aber magnetisch permeablen Abstandshaltern abwechseln. Die Magneten sind dabei so ausgerichtet, dass gleiche Pole aufeinander treffen und somit ein radialer magnetischer Fluss entsteht. Die magnetische Röhre ist außerdem noch mit einem hoch permeablen Material umhüllt, um den magnetischen Fluss noch stärker nach außen zu treiben. Ein solcherart verstärkter magnetischer Fluss ist die Grundlage für akzeptable Effektivität.
Es zeigte sich, dass die erzielbare elektrische Ausbeute proportional zum Quadrat des magnetischen Flusses durch die Spule ist. Ein verdoppelter magnetischer Fluss wird also mit einer Vervierfachung der elektrischen Spitzenleistung belohnt.
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Rekuperation von bis zu 250 W mit neuartigen Stossdämpfern im Auto
Erscheinungsdatum: 21 März 2010
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In einer neuen Studie in „Smart Materials and Structures“ berichten Prof. Lei Zuo, Brian Scully, Jurgen Shestani und Yu Zhou vom Bereich Mechanical Engineering der State University von New York über die Entwicklung und den Test von neuartigen Stoßdämpfern, mit denen sich Energie aus den Schwingungen eines Autos während der Fahrt gewinnen lässt. Die Forscher demonstrierten an einem Prototyp im Maßstab 1:2, dass während einer normalen Fahrt mit einer Geschwindigkeit von 70 km/h etwa 2...8 W pro Stossdämpfer erzeugt werden können. Bezogen auf Vierradbetrieb bei einem durchschnittlichen PKW sollten unter diesen Bedingungen Leistungen bis zu 256 W möglich sein.
Nach den Hochrechnungen der Forscher erzeugt ein einziger Stossdämpfer dann bis zu 64 W. Die rund 250 W bei vier Rädern lassen sich bei schlechten Straßen noch deutlich steigern.
Der Zweck von Stossdämpfern in der Federung moderner Kraftfahrzeuge besteht darin, Vibrationsenergie zu vernichten, um durch die so erzeugte Dämpfung der Schwingungen ein Aufschaukeln zu verhindern. Schon seit mehr als zehn Jahren beschäftigt sich die Forschung ernsthaft mit dem Ansatz, Schwingungsenergie mit Hilfe verschiedener magnetodynamischer Systeme in elektrische Energie umzuwandeln. Vom Prinzip her arbeiten diese Systeme so, dass die kinetische Energie zwischen Rad und gefederter Masse absorbiert wird und möglichst viel davon in nutzbare elektrische Energie umgewandelt wird.
Der Spezial-Stoßdämpfer des Forscher-Teams besteht aus zwei Komponenten: eine kleinere magnetische Röhre bewegt sich innerhalb einer umfassenden Röhre, die eine Spule enthält. Der die Spule tragende Teil besteht aus einer auf einem Kunststoffrohr aus POM aufgebrachten Kupferdrahtwicklung. Der magnetische Teil besteht aus ringförmigen Permanentmagneten, die sich mit ebenfalls ringförmigen aber magnetisch permeablen Abstandshaltern abwechseln. Die Magneten sind dabei so ausgerichtet, dass gleiche Pole aufeinander treffen und somit ein radialer magnetischer Fluss entsteht. Die magnetische Röhre ist außerdem noch mit einem hoch permeablen Material umhüllt, um den magnetischen Fluss noch stärker nach außen zu treiben. Ein solcherart verstärkter magnetischer Fluss ist die Grundlage für akzeptable Effektivität.
Es zeigte sich, dass die erzielbare elektrische Ausbeute proportional zum Quadrat des magnetischen Flusses durch die Spule ist. Ein verdoppelter magnetischer Fluss wird also mit einer Vervierfachung der elektrischen Spitzenleistung belohnt.
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