Stephan Neugebauer

The thermoelectric generator from BMW is making use of waste heat

Even in a highly efficient, state-of-the-art internal combustion engine, the majority of the energy contained in the fuel is converted into wasted heat. With a thermoelectric generator, a part of this wasted energy can be converted into electric energy. So far there are no high temperature thermoelectric materials commercially available. The BMW Group decided to develop a prototype vehicle with a thermoelectric generator in order to investigate the interactions of this technology with the powertrain as well as further fundamental topics.

Der thermoelektrische Generator von BMW macht Abwärme nutzbar

Selbst bei einem hocheffizienten Verbrennungsmotor der neuesten Generation wird ein Grossteil der im Kraftstoff chemisch gebundenen Energie in nicht genutzte Waermeenergie gewandelt. Mit einem thermoelektrischen Generator kann ein Teil dieser Verlustwaerme in nutzbare elektrische Energie zurueckgewandelt werden. Derzeit gibt es fuer den automobilen Einsatz noch keine kommerziell verfuegbaren Hochtemperaturmaterialien. Um die Wechselwirkungen des Systems mit dem Antriebsstrang und weitere wichtige Grundsatzfragen zu untersuchen, hat die BMW Group ein Prototypenfahrzeug aufgebaut. Die Zukunft des thermoelektrischen Generators (TEG) haengt sehr stark davon ab, inwieweit die heute im Labor dargestellten, effizienten Materialien so weiterentwickelt werden koennen, dass sie kostenguenstig herstellbar sind und auch den strengen Anforderungen einer Abgasanlage standhalten koennen. Da sich Thermoelektrik gerade auch fuer Langstreckenfahrzeuge gut eignet, ist eine Integration nicht nur in Fahrzeuge mit Ottomotor, die gute Rekuperationsbedingungen bieten, sondern auch in dieselbetriebene Fahrzeuge sinnvoll. Neue Ansaetze zur Integration und eine Wirkungsgradsteigerung bei niedrigen Abgastemperaturen sollten angestrebt werden. Eine weitere Moeglichkeit zur Leistungssteigerung bietet langfristig die Integration eines TEG in einen motornahen Katalysator.

Das Wärmemanagement des neuen BMW-Reihensechszylindermotors

Die primare Aufgabe des Kuhlsystems besteht in der Sicherstellung der zulassigen Grenztemperaturen fur Motor und Getriebe. Daruber hinaus mussen ein verbrauchsoptimierter Warmlauf und eine rasche Innenraumklimatisierung gewahrleistet sein. Der Beitrag beschreibt ein neues, hochflexibles Kuhlsystem fur den Reihenssechszylinder-Ottomotor von BMW, das diesen sehr unterschiedlichen Zielen gleichermasen entspricht.

Heat management of the new BMW in-line 6-cylinder engine

The cooling system must primarily ensure that the permitted limit temperatures are no exceeded. Furthermore, consumption-optimised engine warm-up and rapid climate control of the vehicle interior must be assured. This article describes a new highly flexible cooling system for new in-line 6-cylinder engine, which matches these very different goals equally.