AMT.nl - BMW haalt stroom uit de uitlaat

BMW haalt stroom uit de uitlaat

Nu al timmert BMW aardig aan de weg met zijn EfficientDynamics om het brandstofverbruik van haast al zijn modellen te drukken. Maar de studie gaat door op wat er nog meer mogelijk zou zijn. Alleen kom je dan op zaken die niet meer zo makkelijk in te voeren zijn. Al langer studeert BMW op benutting van uitlaatwarmte als stroombron. Er is nu vooruitgang te melden…

In het verleden heeft AMT melding gemaakt van BMW’s eerste experimenten met terugwinning van motorwarmte. Het grootste deel van de verbrandingsenergie gaat immers verloren als warmte, ruwweg voor de helft in het uitlaatgas en de helft in de motorkoeling.

Zo zou een stoomgenerator in de uitlaat eruit zien, op proef ingebouwd in een 5 Serie. Bij het voorwiel (in blauw) de condensor om afgewerkte stoom weer in vloeistof om te zetten.

Generator op stoom

Het eerste idee was om die warmteverliezen allebei te gebruiken voor het maken van stoom. Met die stoom kon dan weer een minigenerator aangedreven worden. In 2005 was een testopstelling klaar die 15% extra vermogen leverde, of anderzijds dus een 15% zuiniger motor mogelijk maakte.
Er waren daarvoor twee circuits, met hoge temperatuur die uit het uitlaatgas werd gewonnen, en lage temperatuur uit de motorkoeling. Nu is dat versimpeld tot één circuit, dat alleen uitlaatwarmte gebruikt om een vloeistof onder druk te laten verdampen. Net als bij een grote elektriciteitscentrale, met oververhitte stoom een turbine aandrijven, met daaraan een generator.

Zo ziet de stoomgenerator onder de auto gebouwd, om de uitlaatpijp heen.

Alle stroom via de uitlaat

Deze nieuwste Turbosteamer is kleiner en lichter, meer gericht op serieproductie die met een jaar of vijf mogelijk kan zijn. Het apparaat van 10 tot 15 kg zou tijdens rijden buiten de stad de gehele stroomvoorziening in de auto kunnen verzorgen. Het brandstofverbruik kan hiermee 10% omlaag, als de motor niet meer permanent een generator hoeft aan te drijven.
Een andere mogelijkheid is de TEG, thermo elektrische generator. Hierbij wordt materiaal gebruikt waarin stroom gaat lopen als twee kanten van dat materiaal een verschillende temperatuur krijgen. Eerst probeerde BMW het in de uitlaat, want er was fors temperatuurverschil nodig voor een beetje stroom.
Met betere materialen kon de stroomopbrengst verhoogd worden van 200 naar 600 watt. Het doel van 1000 watt komt in zicht. Ook werd zo een praktischer inbouw mogelijk. BMW maakte een TEG in de EGR-koeler, waaruit ook al 250 watt valt te halen.

Voorlangs deze diesel loopt de EGR-koeler met ingebouwde TEG stroomopwekking, zie de stroomkabels rechts bovenop de koeler.

Warmte-management

De opbrengst van een EGR-koeler met TEG is niet zo hoog, het scheelt 2% in brandstofverbruik. Maar op termijn zou 5% haalbaar moeten zijn. Plus het voordeel dat een aangepaste EGR-koeler makkelijk is in te bouwen, weinig weegt en niet zo duur is als een TEG verderop in het uitlaatsysteem.
We zagen bij een Innovatiedag van BMW ook al een aanvullende vorm van warmte-management. Inkapseling van de motor beperkt warmteverlies in de motorkoeling. Het houdt de motor lang warm, om koude starts te beperken die extra brandstof kosten en veel vuil uitlaatgas opleveren. Ook de transmissie wordt verwarmd, zodat daarin de wrijving minimaal blijft.

Peter Fokker (Redactie AMT)