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20 TITELTHEMA | ELEKTROMOBILITÄT
JULI 2023 | AUTOMOTIVE NEWS
Thermomanagement im Zeitalter der E-Mobilität
Die neue Vielfalt an
Kühl- und Klimasystemen
Klassischer Verbrenner, Plug-in-Hybrid,
rein batterieelektrisch und Brennstoffzellenantrieb:
Die Zukunft des Antriebs ist vielfältig.
Und mit ihm auch Aufbau, Umfang
und Funktion des Kühl- und Klimasystems.
Eines ist klar: Die richtige Temperierung der
einzelnen Komponenten des Antriebs ist
bei der E-Mobilität enorm wichtig für deren
Lebensdauer. Bei der Batteriekühlung gibt
es die direkte Kühlung, bei der eine in der
Batteriezelle verbaute Verdampferplatte an
den Kältemittelkreislauf angeschlossen ist.
Bei der indirekten Batteriekühlung gibt es
mehrere Kreisläufe mit Kühlmittel und Kältemittel.
Bei kalter Umgebung wird die Batterie beheizt.
Dafür wird sie in einen Sekundärkreislauf eingebunden,
der ebenfalls mit Kühlmittel arbeitet.
Steigt die Temperatur in der Batterie, schaltet
sich die Heizung ab und das Kühlmittel wird per
Fahrtwind gekühlt. Reicht das nicht aus, weil die
Aussentemperatur zu hoch ist, durchströmt das
Kühlmittel zusätzlich einen Chiller. Dieser arbeitet
rein mechanisch, als eine Art Verdampfer für
die Temperaturübertragung zwischen Kälte- und
Kühlmittelkreislauf.
Evolution der Kreisläufe
Das Thermomanagement von Verbrennern und
E-Antrieben ist technisch ähnlich aufgebaut.
Letzteres ist jedoch komplexer, weil mehr Komponenten
und teilweise auch mehrere Kühl- und
Kältekreisläufe für die richtige Temperierung von
Batterie, Motor und Leistungselektronik sorgen.
Durch die voranschreitende Elektrifizierung wird
die regelmässige Wartung der Klimaanlage in
der Werkstatt daher eine werterhaltende Massnahme
und trägt zur Funktionssicherheit des
Fahrzeugs bei.
Plug-in-Hybrid
Lithium-Ionen-Batterien brauchen eine präzise
Temperaturkontrolle. Der Klimakreislauf wird
daher zu einem wichtigen Element des Wärmemanagements
bei Plug-in-Hybriden. Die Verwendung
von zwei getrennten Antriebssträngen
führt zu mehreren gekoppelten Kreisläufen auf
unterschiedlichen Temperaturniveaus. Um die
Lebensdauer der Batterie zu maximieren, muss
sie idealerweise unter 40 Grad gehalten werden.
Dies erfordert ein intelligentes Thermomanagement.