Passiv gekoppelte Lithium-Ionen-Superkondensatorsysteme für 48V Hybridfahrzeuge

Hybridelektrische Fahrzeuge mit einer Bordspannung von 48 V sind eine kostengünstige und effektive Möglichkeit zur Reduzierung der CO2-Emissionen von Automobilen. Der elektrische Antriebsstrang muss dabei in der Lage sein, den mannigfaltigen Aufgaben, wie Rekuperation, Boosten und elektrisches Fahren, eines 48 V Hybriden begegnen zu können. Aus diesem Aufgabenspektrum können sich die notwendigen Charakteristika an den Energiespeicher des elektrischen Antriebsstranges für heutige und zukünftige Generationen von 48 V Hybriden ableiten lassen. Heutige Generationen von 48 V Hybriden zeichnen sich durch kurzzeitig hohe Lastspitzen von bis zu 11 kW in Lade- und Entladerichtung aus. Zukünftige Generationen von 48 V Hybriden sollen in der Lage sein, elektrisches Fahren innerhalb von Städten zu ermöglichen, wofür Leistungen von mindestens 25 kW sowie eine ausreichende Energie benötigt werden. Energiespeicher wie Superkondensatoren und Lithium-Ionen-Batterien werden bereits in vielen mobilen Anwendungen eingesetzt und weisen entweder eine hohe Energie- oder hohe Leistungsdichte auf. Weder Superkondensatoren noch Lithium-Ionen-Batterien sind in der Lage, über alle 48 V Hybrid-Generationen hinweg die notwendige Energie- und Leistungsdichte sowie Zyklenlebensdauer ohne Überdimensionierung zu erfüllen. Eine Möglichkeit diesem Problem zu begegnen, ist die Hybridisierung einer Hochenergie- und einer Hochleistungstechnologie zu einem System. Ein spezieller Fall, welcher in dieser Arbeit maßgeblich untersucht wird, ist die Hybridisierung in Form eines passiven Hybridsystems. Hierbei werden zwei Energiespeicher direkt ohne Nutzung von Leistungselektronik gekoppelt. Vorteile, die sich daraus ergeben, sind die geringere Komplexität und eine höhere Kompaktheit durch die fehlende Leistungselektronik. Nachteil sind jedoch die ungeregelten Lastflüsse zwischen den Energiespeichern, welche zur Überlastung und zum Ausfall der einzelnen Systemkomponenten führen können und daher ein hohes Systemverständnis erfordern. Faktoren, welche die Energie- und Leistungsdichte eines passiven Hybridsystems beeinflussen, sind die Dynamik des Lastprofils und die Zusammensetzung des Hybridsystems bezogen auf die verwendeten Anteile an Hochenergie- und Hochleistungstechnologie. Aufbauend auf den Erkenntnissen der Literatur werden weitere Faktoren aufgezeigt, welche die Eigenschaften des passiven Hybridsystems beeinflussen. Hierfür wurden Hybridsysteme, basierend auf verschiedenen Superkondensator- und Lithium-Ionen-Technologien, auf Zell- und 48 V Systemebene experimentell untersucht. Des Weiteren ist eine Methode zur Auslegung von passiven Hybridsystemen entwickelt und am Beispiel von zwei 48 V Hybrid Szenarien angewandt worden. Das Betriebs- und das Degradationsverhalten von passiven Hybridsystemen wurden mit einem validierten Modell bestimmt und dem von Lithium-Ionen-Batterien gegenübergestellt. Diese Arbeit leistet damit einen Beitrag zu einer ganzheitlichen Betrachtung von passiven Hybridsystemen ausgehend von den Grundlagen und Funktionsweisen bis hin zur Auslegung und anwendungsorientierten Untersuchung am Beispiel von 48 V Hybriden

Patentability, R&D direction, and cumulative innovation

We present a model of cumulative innovation where firms can conduct R&D in both a safe and a risky direction. Innovations in the risky direction produce quality improvements with higher expected sizes and variances. As patentability standards rise, an innovation in the risky direction is less likely to receive a patent that replaces the current technology, which decreases the static incentive for new entrants to conduct risky R&D, but increases their dynamic incentive because of the longer duration---and hence higher reward---for incumbency. These, together with a strategic substitution and a market structure effect, result in an inverted-U shape in the risky direction but a U shape in the safe direction for the relationship between R&D intensity and patentability standards. There exists a patentability standard that induces the efficient innovation direction, whereas R&D is biased towards (against) the risky direction under lower (higher) standards. The optimal patentability standard may distort the R&D direction to increase the industry innovation rate that is socially deficient

Die Gewinnung korrekter Daten aus manuellen Aufschreibungen - Empirische Ermittlung eines Erfassungssystems.

Spitta T. Die Gewinnung korrekter Daten aus manuellen Aufschreibungen - Empirische Ermittlung eines Erfassungssystems. In: Grün O, Heinrich LJ, eds. Empirische Forschung in der Wirtschaftsinformatik. Wien - New York: Springer; 1997: 105-118.Collecting effort data is a strongly neglected problem of every day’s practice and research. The development, design and application concept of a system for manual effort collection is presented. Research methodology calls such a system a measurement tool, which has to realize the correctness requirements on the data. Examples of results from a database produced by 40 developers in five locations over 6½ years are showed

Shape Memory Polymer Foam with Programmable Apertures

In this work, a novel type of polyester urethane urea (PEUU) foam is introduced. The foam was produced by reactive foaming using a mixture of poly(1,10–decamethylene adipate) diol and poly(1,4–butylene adipate) diol, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 1,4–butanediol, diethanolamine and water as blowing agent. As determined by differential scanning calorimetry, the melting of the ester-based phases occurred at temperatures in between 25 °C and 61 °C, while the crystallization transition spread from 48 °C to 20 °C. The mechanical properties of the foam were simulated with the hyperplastic models Neo-Hookean and Ogden, whereby the latter showed a better agreement with the experimental data as evidenced by a Pearson correlation coefficient R² above 0.99. Once thermomechanically treated, the foam exhibited a maximum actuation of 13.7% in heating-cooling cycles under a constant external load. In turn, thermal cycling under load-free conditions resulted in an actuation of more than 10%. Good thermal insulation properties were demonstrated by thermal conductivities of 0.039 W·(m·K)−1 in the pristine state and 0.052 W·(m·K)−1 in a state after compression by 50%, respectively. Finally, three demonstrators were developed, which closed an aperture or opened it again simply by changing the temperature. The self-sufficient material behavior is particularly promising in the construction industry, where programmable air slots offer the prospect of a dynamic insulation system for an adaptive building envelope