Elektrifizierte Fahrzeuge, batterieelektrische Fahrzeuge insbesondere, sind von ihrem Thermomanagement abhängig. Zulieferer Continental hat auf der Global Future Mobility Conference & Expo 2018 im chinesischen Hangzhou die nächste Generation des eigenen Thermomanagement-Systems vorgestellt. Serienstart wird Ende 2019 in China sein.
Ideale Steuerung von Wärme für mehr elektrische Reichweite
Genau dort herrscht nämlich aktuell eine besonders hohe Nachfrage an elektrifizierten und insbesondere an voll-elektrischen Fahrzeugen. Ein gutes Thermomanagement kann, kurz gesagt, über die lange oder auch kurze Lebensdauer der Batterie entscheiden. In einem solchen System werden Wärmeerzeugung sowie Wärmeflüsse gesteuert. Besonders profitieren davon die Elektrofahrzeuge, doch auch konventionelle Antriebe können damit effizienter werden. Bei Elektrofahrzeugen allerdings kann dadurch die Reichweite auch bei niedrigen Temperaturen auf einem höheren Stand gehalten werden, zudem können Ladezyklen beschleunigt werden.
Ein Viertel mehr Reichweite bei -10° Celsius als heutige Systeme
Continental lieferte bereits die notwendigen Pumpen und Sensoren. Neu sind im Portfolio Kühlmittel-Mehrwegeventile (Coolant Flow Control Valves, kurz: CFCV), mit denen sich Heiz- und Kühlkreisläufe flexibel verschalten lassen. Hinzu kommen Schläuche oder Verrohrungen, die auch mit integrierten Sensoren (Smart Rubber) ausgestattet sein können. Ein simpler Vergleich bei E-Fahrzeugen macht die Vorteile sichtbar. Heutige E-Fahrzeuge verlieren bei -10° Celsius bis zu 40 Prozent ihrer Reichweite gegenüber etwa 20° Celsius Außentemperatur. Das neue TM von Continental verspricht eine Steigerung der Reichweite bei -10°C von rund 25 Prozent. Somit liegen die Verluste gegenüber 20°C nur noch bei etwa 15 Prozent, was durchaus akzeptabel ist.
„Im Winter und im Hochsommer – bei hohem Kühl- oder Heizbedarf – sinkt die Reichweite eines elektrifizierten Fahrzeugs deutlich, weil auch der Strom zum Heizen oder Kühlen aus der Li-Ionen Batterie entnommen werden muss. Bei -10 °C beispielsweise werden bis zu 30 % der gespeicherten elektrischen Energie für Heizzwecke benötigt. Das Thermomanagement dient dazu, möglichst viel Wärme und Entwärmung ohne Rückgriff auf die Batterie zu ermöglichen.“ – Continental
Batterie-System schnell ins ideale Temperaturfenster bringen
Laut Continental liegt das ideale Temperaturfenster einer Lithium-Ionen Batterie zwischen 25 und 35°C. Dabei kann sie viel Strom, etwa durch Schnellladen oder Rekuperieren, aufnehmen, aber auch viel Strom beim Fahren abgeben. Bei Frost oder hohen Temperaturen allerdings kann sie weder in die eine noch die andere Richtung gut arbeiten. Die neuen TM Komponenten sorgen dafür, die Batterie schnell auf Idealtemperatur zu bringen und bei Bedarf auch wieder herunterzukühlen. Beim Aufladen etwa hilft dies, da eine aktive Kühlung erlaubt den Ladestrom konstant hoch zu halten, da die Batterietemperatur durch die Kühlung vorgenommen wird und der Ladestrom nicht gedrosselt werden muss.
„Dazu sind flexibel verschaltbare Kühlkreisläufe und sehr dauerfeste, leise und energiesparende Pumpen und Mehrwegeventile erforderlich. Unsere neuen Coolant Flow Control Valves können zwei bis vier Kreisläufe proportional untereinander verschalten. So gelangt verfügbare Wärme oder Kälte dorthin, wo man sie braucht.“ – Peter Biber, Leiter Sensors & Actuators Business Unit China
Fotos: Continental
