Inhaltsverzeichnis
1. Intelligentes Thermomanagement entscheidend für E-Mobilität
2. Thermomanagement-Systeme werden komplexer
3. Valeo liefert Batteriekühlung für alle großen Fahrzeugplattformen
4. Softwareanteil von E-Fahrzeugen wandert in den Zentralrechner
5. Antriebsmotoren von E-Fahrzeugen sehr effizient
Intelligentes Thermomanagement entscheidend für E-Mobilität
KEM Konstruktion|Automation: Valeo bietet intelligente thermische Systeme zur Thermosteuerung der Batterie, der Klimaanlage, der Wärmepumpen sowie der Komfort- und Heizsysteme mit geringem Energieverbrauch. Können Sie erklären, welche Vorteile Anwender dadurch haben?
Andreas Heinrich: In der Vergangenheit hatten wir Fahrzeuge mit einer klassischen Architektur mit Verbrennungsmotor. Es war genügend Wärme beziehungsweise Leistung vorhanden, um mit der Abwärme zu heizen oder einen Kompressor zu betreiben, um zu kühlen. Das heißt, die Klimatisierung für den Innenraum war relativ einfach umzusetzen und hat sowohl im Sommer als auch im Winter gut funktioniert. Der Motor selbst musste zwar gekühlt werden, aber das hatte nicht viel mit der Leistungsfähigkeit zu tun. Mit dem Umstieg auf die Elektromobilität gewinnt das Thema Thermomanagement eine komplett andere Größenordnung. Das heißt, auf der einen Seite haben Sie immer noch den Komfortanspruch der Fahrzeuginsassen – im Sommer wollen sie es kalt haben und im Winter warm. Sie haben auf der anderen Seite aber auch die Notwendigkeit, die Batterie heizen beziehungsweise kühlen zu müssen, weil diese nur bei einer gewissen Temperatur vernünftig funktioniert. Diese Temperatur liegt zwischen 25 bis 35 °C. Wenn es wesentlich kälter ist, verliert die Batterie an Kapazität und man kann sie nicht laden, wenn es wesentlich wärmer ist, dann besteht das Risiko einer Überhitzung. Was wir jetzt machen, ist uns zu fragen: Was muss man denn tun, um auf der einen Seite die Komfortfunktionen für die Insassen zu gewährleisten und auf der anderen Seite die Batterie zu temperieren, damit sie in Temperaturbereichen arbeitet, in denen sie ihre Leistung effektiv nutzt? Und dazu muss man sagen: Jede Wärme, die man in ein Fahrzeug steckt, zieht Energie aus der Batterie. Die Batteriekapazität will man aber zum Fahren haben und nicht dazu, das Fahrzeug zu klimatisieren. Daher entwickelt und baut Valeo Thermomanagement-Systeme, um mit möglichst wenig Energie die Fahrzeugsysteme in einem bestimmten Temperaturbereich halten zu können. Klassisches Beispiel ist die Wärmepumpe: Wenn Sie ein relativ kaltes Fahrzeug haben, kann man mithilfe einer Wärmepumpe gegenüber einem klassischen Hochvoltheizer ungefähr zwei Drittel Energie sparen. Das ist sehr wichtig, weil man damit bei einer Fahrzeugtemperatur von -7 °C die Reichweite gegenüber klassischen Lösungen um etwa 35 bis 40 km erhöhen kann, bei einer Batteriekapazität von 60 bis 65 kWh.
Thermomanagement-Systeme werden komplexer
KEM Konstruktion|Automation: Können Sie die gleichen Thermomanagement-Systeme für Verbrenner und für Elektrofahrzeuge einsetzen oder gibt es technische Unterschiede?
Heinrich: Technisch gesehen kann man gewisse Komponenten übernehmen. Zum Beispiel wenn sie ein klassisches 1-2-3-4-System haben, dann kann man sicherlich Kondensatoren und auch Wärmetauscher übernehmen. Was man zum Beispiel nicht übernehmen kann, ist der Kompressor. Der Kompressor wird klassischerweise beim Verbrenner über einen Riemen angetrieben. Und beim E-Fahrzeug müssen Sie den Kompressor über den Elektromotor antreiben. Dazu kommen Themen wie Zusatzheizer (High Voltage Coolant Heaters), mit denen man Flüssigkeit heizen kann. Diese Geräte waren im Verbrenner nicht notwendig, weil der Kühlkreislauf über die Abwärme des Motors geheizt wurde. Das heißt, die Architektur verändert sich schon: Im ersten Schritt muss man die Komponenten, die nicht mehr vom Motor angetrieben werden können, ersetzen. Und im zweiten Schritt geht es dann hin zum Thema Wärmepumpe. Das bedeutet, da sind zusätzliche Komponenten nötig, um Energie aus der Umgebungsluft herauszuziehen, zusätzliche Ventile, zusätzliche Wärmetauscher etc. Diese Komponenten sind komplett neu für Elektrofahrzeuge. Also das System wird komplexer und es ist schwieriger zu managen, es gibt mehr Betriebszustände und das muss man gut über die Softwareauslegung abdecken, um die Betriebspunkte richtig zu treffen.
Valeo liefert Batteriekühlung für alle großen Fahrzeugplattformen
KEM Konstruktion|Automation: Valeo betrachtet sich selbst als weltweit führend in der Kühlung von Batteriezellen. Wie begründen Sie diese Aussage?
Heinrich: Wir haben uns mit dem Thema schon seit einigen Jahren auseinandergesetzt und unseren Kunden bei den ersten Elektrofahrzeugen mit Batteriekühlungen beliefert. Unsere Technologie haben wir kontinuierlich ausgebaut und an die jeweiligen Bedarfe angepasst. Heute ist Valeo in allen großen Fahrzeugplattformen, in verschiedenen Architekturen, in der Batteriekühlung vertreten. Valeo zählt in der Tat zu den weltweit führenden Playern auf diesem Markt und hat einen entsprechenden Marktanteil in diesem Bereich. Die Valeo-Innovationen werden von unseren Kunden sehr gut angenommen.
Softwareanteil von E-Fahrzeugen wandert in den Zentralrechner
KEM Konstruktion|Automation: Spielt im Bereich der Thermomanagementsysteme auch die neue Software Valeo anSWer eine Rolle?
Heinrich: Indirekt schon. Christophe Périllat, der CEO von Valeo, hat ja gesagt, dass man heutzutage von verteilten Systemen – unabhängig von einem Thermomanagementsystem – immer mehr zu zentralisierten Systemen geht. Das heißt, die Rechenpower wird in Zentral-Einheiten zusammengefasst. Was bedeutet das für die Klimatisierung? Natürlich ist für die Steuerung der Klimaanlage eine Software zuständig. Früher war diese Software klassisch im Bedienteil, das jeder im Auto hatte, dieser Softwareanteil wandert nun in den Zentralrechner. Das ist ein Bereich, wo wir partizipieren können. Der zweite Bereich ist vielleicht nicht ganz so offensichtlich: Wir partizipieren auch, wenn Sie eine Elektronikkomponente haben, wie einen Zentralrechner, der Wärme abgibt. Valeo entwickelt aufgrund seines Know-hows in der Klimatisierung Lösungen, um die Zentralrechner zu kühlen und hat diese Lösungen auch schon beim Kunden. Damit passt das in die Strategie von Valeo, denn das eine funktioniert nicht ohne das andere.
Antriebsmotoren von E-Fahrzeugen sehr effizient
KEM Konstruktion|Automation: Sie sagen, dass es kein Elektrofahrzeug ohne angepasste thermische Systeme geben wird. Was bedeutet das technisch gesehen genau?
Heinrich: Wir haben vorhin über Effizienz gesprochen. Wenn man die Elektrofahrzeuge anschaut, so sind die Antriebsmotoren bereits sehr effizient. Die Batteriekapazität ist aufgrund von Fahrzeuggröße, Gewicht und Kosten jedoch limitiert. Ziel ist es, die Architektur und die Auslegung der Komponenten im Thermomanagement so zu gestalten, dass bei minimalem Energieaufwand für den Komfort der Insassen gesorgt ist, und dies dann auf jedes Fahrzeug passt. Schlussendlich bedeutet jede Kilowattstunde, die mehr zum Fahren zur Verfügung steht, mehr Reichweite. Und deswegen ist das Thema Thermomanagement so wichtig.
Mehr Informationen zu den Thermomanagement-Systemen von Valeo (engl.)
