14. September 2022

Warum professionelles Batterie Thermomanagement wichtig für die E-Mobilität ist

Eine bedeutende Entscheidung des EU-Parlaments zum Thema fossiler Verbrennungsmotoren könnte die Wichtigkeit von Elektromobilität noch weiter verstärken. Am 8. Juni 2022 stimmte eine Mehrheit von Abgeordneten dafür, ab 2035 den Verkauf von Neuwagen mit Verbrennungsmotor zu verbieten. Wohin die Reise gehen wird, ist noch nicht komplett geklärt. Fakt ist, dass dem Thermomanagement von Elektrofahrzeugen und in der Folge dem Batterie Thermomanagement zukünftig noch mehr Bedeutung zukommen wird. Auch heute ist es schon ein wichtiger Faktor.

Was braucht es in Zukunft hinsichtlich E-Mobilität?

Technologische Entwicklung E-Mobilität

Es bedarf technologischer Entwicklungen und Neuheiten, die die Sicherheit und den Komfort von E-Fahrzeugnutzern bedienen. Unterschiedliche Temperaturen und in der Folge das geeignete Wärmemanagement sind entscheidend für den E-Mobilitätsbereich.

Beim Elektrofahrzeug gilt es viele Komponenten auf einem – im Vergleich zu Verbrennungsmotor-Vehikeln – deutlich niedrigeren Temperaturlevel zu halten: Kühlwasser für Leistungselektronik und Ladegerät oder die Batterie. Die sensibelste Komponente aus Sicht eines Thermomanagement-Experten ist die Batterie – dort jeweils die einzelne Zelle, welche über die Thermo-Control-Unit (TCU) gekühlt wird. Aircontech entwickelt zukunftssichere Batteriesysteme, um die E-Mobilität zu stärken und die Sicherheit der Fahrzeugnutzer zu gewährleisten.

Welche Herausforderungen bestehen für Produzenten und Fahrer im Bereich der E-Mobilität?

Hersteller beschäftigen sich fortlaufend mit diesen Fragen:

  • Wie können innovative Konzepte entwickelt werden?
  • Was und wie verringert man den Energieverbrauch bei gleichzeitig hoher Reichweite?
  • Welches ist das passende, auf ein spezielles, individuelles Fahrzeug zugeschnittene Thermomanagement?

 

Fahrer von e-Fahrzeugen interessieren ähnliche Themen wie Hersteller:

  • Wie kann Reichweite maximiert werden?
  • Ist der gewünschte Komfort gegeben? Heizen versus Kühlen in der Fahrerkabine?
  • Ist das Elektrofahrzeug auch schnellladefähig?

Zu all diesen Fragen ist unter anderem das Thermomanagement die Lösung. Speziell das Zusammenspiel der Fahrzeugkomponenten. Was wichtig dabei ist, erfahren Sie nachstehend.

Wofür braucht man Batterie Thermomanagement?

Die Batterie ist das Herzstück von Elektrofahrzeugen und dient dem Antrieb. Sie stellt rasch und zuverlässig die erforderliche Energie bereit. Die Lebensdauer und der Wirkungsgrad einer Batterie hängen davon ab, wie gut diese in einem bestimmten Temperaturbereich betrieben wird. Ein effizientes Batterie Thermomanagement beeinflusst sowohl Lebensdauer und Wirkungsgrad positiv.
Halten wir folgende Fakten fest:

  1. Ab einer Betriebstemperatur von etwa +40° C verringert sich die Lebensdauer drastisch. Optimal für die Batterie wären 25° C.
  2. Unterhalb von -10° C lässt der Wirkungsgrad nach und die Leistung sinkt.

Was macht ein professionelles Batterie Thermomanagement aus?

Funktionsweise

Beim Thermomanagement von Elektrofahrzeugen geht es darum, die Wärmeströme optimal zu steuern.

  • Einerseits benötigt die e-Achse permanente Kühlung und auf der anderen Seite braucht die Batterie je nach Bedarf Kühlung und Beheizung.
  • Je besser die Batterie temperiert wird, desto höher ist deren Wirkungsgrad bzw. die Lebensdauer.

Im Elektrofahrzeug spielen meistens zwei Kreisläufe zusammen: Kältekreislauf und Kühlkreislauf. Häufig wird die Batterie über den Kältekreislauf gekühlt.

Zum Heizen einer e-Fahrerkabine braucht es die richtigen, energieeffizienten Maßnahmen, da es keinen Verbrennungsmotor gibt, der Abwärme liefert. Batterie Thermomanagement wird somit in das Gesamtsystem integriert. Oft wird dies mit der Verschaltung mehrerer Kreisläufe umgesetzt.

Reichweite

Die Reichweite einer Batterie kann um bis zu 50 % sinken, wenn zu viel Energie für das Aufheizen von Fahrerkabine oder für Elektrokomponenten abgezogen wird.

Mit einer professionellen Auslegung der Komponenten und ordentlichen Regelstrategien lassen sich diese Aspekte des Erwärmens von Fahrerkabine und Temperieren der Batterie optimal vereinen. Die Reichweite wird dadurch positiv beeinflusst.

Robert Michael Müller
Verkaufsleiter

Schnellladefähigkeit

Aus Sicht der Endkunden gibt es einen wichtigen Komfortaspekt: die Schnellladefähigkeit der Batterie. Je kürzer die Ladezeit, desto höher sind Stromstärke und desto stärker die Wärmeentwicklung. Dafür benötigt es ein Gegensteuern, um die Batterie nicht zu beschädigen oder bessere Ladeleistung zu erreichen. Es braucht daher aktive Kühlung, die außentemperaturabhängig arbeitet und die verfügbaren Kühlkreisläufe einbindet.

Vorkonditionierung

Nach dem Losfahren und abhängig von der Umgebungstemperatur wird Energie benötigt, um die Batterie zu kühlen oder zu erwärmen. Die Vorkonditionierung an der Ladestation ist die Lösung: bei hohen Temperaturen wird über die Thermo-Control-Unit gekühlt, bei niedrigen elektrisch geheizt.
Ein intelligentes Batterie Thermomanagement zielt wieder auf eine hohe Reichweite bei extremen Temperaturen ab, welche durch das Vorkonditionieren erreicht wird.

Batterie Thermomanagement Innovation – patentierte Lösung von Aircontech

Innovation Batterie Thermomanagement

Batterien werden häufig aktiv über einen Kältekreislauf gekühlt. Durch das Patent von Aircontech werden die Temperierung des Fahrzeuginnenraumes und die Temperierung der Batterie zusammengeführt. Die entsprechenden Funktionen werden in einem Klimagerät integriert. Dazu sind Verdampfer, Wasserwärmetaucher und elektrische Heizelemente in einer speziellen Reihenfolge im Klimagerät angeordnet und können mit Hilfe von Luftklappen entsprechend der gewünschten Betriebsart luftseitig durchströmt werden. Die Abwärme der Batterie nutzt man somit direkt für die Heizung des Innenraumes.

Kostenreduktion und weniger Komplexität

Zur aktiven Kühlung der Batterie kann neben dem vorhandenen Kältekreislauf für den Innenraum auf einen zweiten Kältekreislauf zur Batteriekonditionierung verzichtet werden. Dadurch erfährt ein Hersteller signifikante Kostenreduktion: Durch geringere Anzahl an Komponenten und deutlich vereinfachten Montageaufwand vom gesamten Thermomanagementsystem. Zusätzlich zum Kostenfaktor reduziert dieses System auch den Komplexitätsgrad enorm.

Conclusio: Batterie Thermomanagement wirkt positiv auf Lebensdauer, Reichweite und Fahrzeugleistung

Kosten, Komplexität, Lebensdauer von Batterien sowie deren Reichweite sind stark von Batterie und Thermomanagement Systemen beeinflusst. Aircontech ist spezialisiert auf Komfort-Fahrerkabinen und Funktionsklimalösungen. Das Heizen, Lüften und Kühlen der Fahrgastzelle und die Vorkonditionierung der Leistungselektronik als auch der Batterie sind mit zahlreichen Herausforderungen verbunden. Schließlich soll die Fahrzeugleistung sichergestellt sein, indem alle Komponenten mit optimalen Temperaturen laufen. Diese hohen Anforderungen halten wir durch unser fundiertes Wissen in der Elektromobilität Stand.

Sie benötigen einen zuverlässigen Partner für das Batterie Thermomanagement?
Gerne arbeiten wir ein professionelles Konzept für Sie aus.