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Ich hatte damals kein Geld, mein Konto war ständig in Miesen. Trotzdem war ich glücklich. Ich fühle mich heute nicht besser als damals.
Jan Josef Liefers Der „Tatort“-Kommissar über seinen Erfolg

Thermomanagement von Continental steigert Effizienz von Fahrzeugen um rund 25 Prozent

  • Mehr Reichweite und schnelleres Laden bei Elektrofahrzeugen
  • Weniger Emissionen: ohne entsprechendes Thermomanagement lassen sich künftige Emissionsgrenzwerte unter RDE nicht mehr erfüllen
  • Serienstart Ende 2019 für chinesisches Elektrofahrzeug

Reine Elektroautos behalten auch bei sehr niedrigen und hohen Außentemperaturen deutlich mehr elektrische Reichweite, weil das Thermomanagement dazu beiträgt, die Batterie zu schonen – und schneller zu laden. © Continental AG

Es ist eine Erfahrung, die Besitzer von Elektrofahrzeugen und Hybriden bislang kaum vermeiden können: Im Winter und im Sommer sinkt die elektrische Reichweite ihres Fahrzeugs deutlich, weil auch der Strom zum Heizen oder Kühlen aus der Batterie entnommen werden muss. Wegen dieses Effektes kann die Reichweite beispielsweise bei -10 °C um bis zu rund 40 % schrumpfen. Das Technologieunternehmen Continental setzt sein divisionsübergreifendes Know-how ein, um diesen Reichweitenverlust deutlich zu verringern. Existierende und neue Produkte ermöglichen es, den Heiz- und Kühlbedarf im gesamten Fahrzeug energiesparender zu steuern. Dazu dient das Klimamanagement oder auch genannt Thermomanagement (TM). Seine Komponenten bilden ein flexibles, modulares Baukastensystem, das es je nach Fahrzeug erlaubt, Wärme gezielt zu erzeugen, an der richtigen Stelle zuzuführen oder abzuführen und dabei Verluste zu vermeiden. Neue Mehrwegeventile mit dem Namen Coolant Flow Control Valve (CFCV) etwa dienen dazu, Heiz- und Kühlkreise flexibel untereinander zu verschalten, so dass verfügbare Wärme oder Kälte dort hingelangen, wo sie gebraucht werden.

„Das Thermomanagement ist für alle Fahrzeugarten zunehmend wichtig, weil es die Effizienz signifikant beeinflusst und damit zentrale Entwicklungsziele wie CO2-Minderung und Sauberkeit unterstützt“, sagte Klaus Hau, Leiter der Business Unit Sensors & Actuators, Division Powertrain. „Die Königsdisziplin des Thermomanagements findet aber im Elektroauto statt, wo es darum geht, auch bei Kälte oder hohen Außentemperaturen möglichst viel Reichweite zu erhalten.“

Erste Komponenten des Thermomanagements sind bereits in Serie. Die Fertigung eines ersten großen Auftrages für ein Elektrofahrzeug soll Ende 2019 in China anlaufen.


Neu im Portfolio sind Kühlmittel-Mehrwegeventile (Coolant Flow Control Valves, kurz: CFCV), mit denen sich Heiz- und Kühlkreisläufe flexibel verschalten lassen. © Continental AG


Vorteile mit und ohne Verbrennungsmotor

In Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor gehört das Thermomanagement fest zum Funktionsumfang und gewinnt immer mehr an Bedeutung. Erstens geht es darum, den Motor möglichst schnell auf Idealtemperatur aufzuheizen, damit er sauber und effizient läuft. Zweitens gibt ein sparsamer Motor nur wenig nutzbare Verlustwärme ab, was eine direkte Folge der thermodynamischen Effizienz ist. Drittens muss die Abgasnachbehandlung im Interesse der Emissionssicherheit in allen Betriebssituationen – zum Beispiel nach längeren Motor-Aus-Phasen im Hybrid – unmittelbar wiedereinsetzen. Dazu muss permanent ein optimales Temperaturfenster im Abgasstrang eingeregelt werden und das kraftstoffsparend. Ohne ein entsprechendes Thermomanagement lassen sich künftige Emissionsgrenzwerte unter realen Fahrbedingungen (Real Driving Emissions, RDE) voraussichtlich nicht mehr erfüllen. „Auch der Verbrenner wird in Zukunft stärker auf ein leistungsfähiges Thermomanagement angewiesen sein“, sagt deshalb Peter Biber, Leiter von Sensors & Actuators China.

Da im Elektroauto kein Verbrennungsmotor als Wärmequelle zur Verfügung steht, wird zum Heizen und Kühlen Strom benötigt. Im Vergleich zum Fahrzeug mit Verbrennungsmotor ist das TM hier anspruchsvoller, weil viele Einzelstellen wie Motor(en), Batterie und Leistungselektronik je nach Fahrsituation Heiz- oder Kühlbedarf haben. So kann eine Li-Ionen Batterie beispielsweise nur Rekuperationsstrom aufnehmen, wenn sie dafür warm genug ist – aber nicht zu warm! Beim Schnellladen ist es wichtig, die Batterie vor Überhitzung zu schützen, um eine Reduktion des Ladestroms (De-Rating) und damit längere Ladezeiten zu vermeiden. Daher sind in einem Elektrofahrzeug mehrere Mehrwegeventile und Wasserpumpen sowie Sensoren und eine geeignete Verrohrung nötig, um Wärme und Entwärmung flexibel dort umzusetzen, wo sie je nach Betriebsphase gebraucht werden – und so die Batterie zu schonen. „Das ist ein weiterer Vorteil von TM. Wenn ich seltener und weniger nachladen muss, dann verlängert das meine Batterielebensdauer“, sagt Biber.

© Continental AG

„Unser Ziel ist es, mit einem umfassenden Thermomanagement die Reichweite auch im Winter und im Hochsommer möglichst groß zu machen. Wir halten im Einzelfall eine Steigerung der Winterreichweite gegenüber heutigen Elektroautos um etwa 25 % für machbar“, so Biber weiter. „Das setzt ein intelligentes Thermomanagement voraus, bei dem wir auf dem Hintergrund eines umfassenden Systemverständnisses alle Wärmeflüsse optimieren.“


26.09.2018

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