Entwicklungsansatz für On Bord - Ladesysteme

Zur Erhöhung der Reichweite von konventionellen Elektrofahrzeugen bietet sich der Einsatz von Range-Extender-Modulen auf Basis von Brennstoffzellen an. Am Institut für Fahrzeugkonzepte des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt wird die Eignung von Hochtemperatur-PEM–Brennstoffzellen erforscht. Diese Brennstoffzellen weisen neben elektrischen Wirkungsgraden von ~ 40 % auch hohe Abwärmetemperaturen auf einem Temperaturniveau von T ~170 °C auf. Zur Konzeptvalidierung wurde ein Brennstoffzellenprüfstand aufgebaut, um die Aufheizzeit und die dafür benötigte Energiemenge zu bestimmen. Durch ein neues Brennstoffzellenkühlsystem werden Einsparpotentiale beim stationären Erhaltungsheizen erwartet. Weiter wird durch das neue Kühlsystem eine Verbesserung der Wärmenutzung angestrebt. Außerdem wird der Klimatisierungsbedarf eines Demonstratorfahrzeugs anhand von verschiedenen klimatischen Bedingungen am Klimarollenprüfstand untersucht. Dadurch wird eine Dimensionierungs- und Validierungsgrundlage sowohl für die im Projekt erstellten Simulationsmodelle als auch für das Thermomanagementkonzept geschaffen. Die gewonnen Daten dienen nach der Integration des Brennstoffzellensystems ins Fahrzeug als Vergleichs-grundlage. Dieser Beitrag fasst die Ergebnisse zusammen

Protective immune trajectories in early viral containment of non-pneumonic SARS-CoV-2 infection

The antiviral immune response to SARS-CoV-2 infection can limit viral spread and prevent development of pneumonic COVID-19. However, the protective immunological response associated with successful viral containment in the upper airways remains unclear. Here, we combine a multi-omics approach with longitudinal sampling to reveal temporally resolved protective immune signatures in non-pneumonic and ambulatory SARS-CoV-2 infected patients and associate specific immune trajectories with upper airway viral containment. We see a distinct systemic rather than local immune state associated with viral containment, characterized by interferon stimulated gene (ISG) upregulation across circulating immune cell subsets in non-pneumonic SARS-CoV2 infection. We report reduced cytotoxic potential of Natural Killer (NK) and T cells, and an immune-modulatory monocyte phenotype associated with protective immunity in COVID-19. Together, we show protective immune trajectories in SARS-CoV2 infection, which have important implications for patient prognosis and the development of immunomodulatory therapies

Quantitative Interaction Proteomics of Neurodegenerative Disease Proteins

Several proteins have been linked to neurodegenerative disorders (NDDs), but their molecular function is not completely understood. Here, we used quantitative interaction proteomics to identify binding partners of Amyloid beta precursor protein (APP) and Presenilin-1 (PSEN1) for Alzheimer's disease (AD), Huntingtin (HTT) for Huntington's disease, Parkin (PARK2) for Parkinson's disease, and Ataxin-1 (ATXN1) for spinocerebellar ataxia type 1. Our network reveals common signatures of protein degradation and misfolding and recapitulates known biology. Toxicity modifier screens and comparison to genome-wide association studies show that interaction partners are significantly linked to disease phenotypes in vivo. Direct comparison of wild-type proteins and disease-associated variants identified binders involved in pathogenesis, highlighting the value of differential interactome mapping. Finally, we show that the mitochondrial protein LRPPRC interacts preferentially with an early-onset AD variant of APP. This interaction appears to induce mitochondrial dysfunction, which is an early phenotype of AD.Peer reviewe

Alternative Antriebskonzepte und Aktivitäten des Instituts FK im Bereich Elektromobilität

Auszug der Aktivitäten des Instituts für Fahrzeugkonzepte im Bereich der Elektromoiblitä

Alternative Klimatisierungssysteme mit Metallhydriden für Elektrofahrzeuge

Ein wichtiges Hindernis für die Kundenakzeptanz und weite Verbreitung von Elektrofahrzeugen (EV) stellt die durch das Klimatisierungssystem verursachte Reichweitenreduzierung dar. Aus diesem Grund sollten Klimatisierungssysteme zukünftiger Elektrofahrzeuge eine höhere Effizienz und einen geringeren Energieverbrauch aufweisen, um höhere elektrische Reichweite zu erzielen. Darüber hinaus muss ein umweltfreundliches Kältemittel für den Kältemittelkreislauf genutzt werden, da nach Vorgaben der EU-Kommission (Richtlinie 2006/40/EG) die Verwendung des Kältemittels R 134a oder anderer Kältemittel mit einem Treibhauspotenzial (Global Warming Potential, GWP) von mehr als 150 ab 2017 in neuen Pkw-Klimaanlagen verboten wird. Am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt werden neuartige Klimatisierungskonzepte auf Basis von Wasserstoff-betriebenen Metallhydriden für verschiedene Fahrzeugtypen entwickelt. Metallhydride bezeichnen die Verbindungen von Metallen mit Wasserstoff und können aufgrund der reversiblen chemischen Reaktion Kälte und Wärme umweltfreundlich erzeugen und verlustlos speichern. Ein vielversprechendes neues Klimatisierungssystem für Brennstoffzellenfahrzeuge ist die offene Klimaanlage, die aus zwei kompakten Metallhydrid-Reaktoren besteht und die im Drucktank gespeicherte Druckenergie des Wasserstoffs in Kälte umwandelt. Am DLR wurden die Reaktoren für eine solche Klimaanlage aufgebaut, in einen Prüfstand integriert und vermessen. Mit diesem Prüfstand konnte das Betriebsverhalten der Metallhydrid-Reaktoren analysiert und demonstriert werden. Im Vortag wird über die möglichen Anwendungen von Metallhydriden als innovative Komponenten für die Klimatisierung von Elektrofahrzeugen berichtet. Im Fokus steht die offene Hydrid-basierte Klimaanlage zur Kabinenklimatisierung. Dabei werden die Ergebnisse aktueller Forschungsarbeiten zum Aufbau und der Vermessung des Funktionsdemonstrators vorgestellt. Außerdem werden die Ergebnisse einer numerischen Untersuchung zur Auslegung einer offenen Klimaanlage für ein spezielles Brennstoffzellen-Range-Extender-Fahrzeug des DLR-Instituts für Fahrzeugkonzepte präsentiert

Influences of different heating concepts for the energy demand of an airfield luggage tug

The advantages of battery electric vehicles (BEV) like good overall energy usage, no local emissions and reduced noise are well known. On the other side there are also disadvantages like a dramatic loss of range caused by thermal management of the driver cabin or long recharging times. In [1], the influence of different environmental conditions on the energy demand of a commercial electric car was disclosed. It was shown that the overall energy consumption was increased up to 50 % for winter conditions (heating), and 30 % for summer conditions (cooling). A combined range extender system based on a high temperature polymer electrolyte fuel cell was proposed in [2]. It allows both, to recharge the traction battery on board as well as optimized thermal management using waste heat for conditioning the driver cabin. Besides the raise of range, energy density and storage ability of hydrogen are decreasing the downtime of BEVs dramatically. Unfortunately, hydrogen filling stations are currently not widely available. The amount of 400 public refilling stations are planned up to 2023 in Germany. One way to hasten market penetration of fuel cell powered propulsion systems is to focus on local closed areas, e.g. airports. The advantages of being local emission free (e.g. driving in closed buildings, reducing air pollution, noise), the high amount of vehicles and a high operating time are predestined using fuel cell powered propulsion systems. In a project funded by the German government, DLR, Bosch and others are upgrading a BEV luggage tug (Figure 1) to a fuel cell vehicle (FCV) with a fuel cell based on board charging system. Figure 1: airfield luggage tug Mulag Comet 3E – BEV The electric airport luggage tug (BEV) weighs around 4000 kg and is powered by a 31 kWpeak electric engine. Energy is stored in a 48 kWh conventional lead acid battery working at 80 V. For cold environmental conditions and safety purposes, an electric 1.5 kW PTC-Heater is integrated in the luggage tug to heat the drivers cabin and avoid windshield fogging. In the upgrade, the BEV is rebuilt to a FCV with 8 kWh Li-Ion battery and 20 kW low temperature polymer electrolyte membrane fuel cell (PEM-FC). The aim is to study the energy saving potential of fuel cell thermal management using a virtual luggage tug model created in Dymola

Thermal properties of a special commuter vehicle concept

Thermal management is one of the main energy consumers of today’s electric vehicles. To optimize its energy use it is necessary to develop more efficient or new thermal systems. Detailed measurements of HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning) system parameters are mandatory for designing, creating and evaluating new vehicle energy concepts. In further studies a virtual car was simulated using the Alternative Vehicles Library created by the Institute of vehicle Concepts of German Aerospace Center. The paper is devoted to the measurements on a commercially available electric vehicle to verify the simulation results as well as to assess the mentioned parameters