20 Prozent Reichweitensteigerung Mahle entwickelt integriertes Wärmepumpen-basiertes System

Mahle hat ein Wärmepumpen-basiertes System entwickelt, das eine Reichweitensteigerung von bis zu 20 Prozent im Vergleich zu herkömmlichen Thermomanagement-Systemen verspricht.
Mahle hat ein Wärmepumpen-basiertes System entwickelt, das eine Reichweitensteigerung von bis zu 20 Prozent im Vergleich zu herkömmlichen Thermomanagement-Systemen verspricht.

E-Autos stellen hohe Anforderungen an ein ganzjährig effizientes Thermomanagement. Es soll, vor allem im Winterbetrieb, die Antriebsbatterie so wenig wie möglich belasten. Mahle hat ein Wärmepumpen-basiertes System entwickelt, mit dem sich die Reichweite im Winter um bis zu 20 Prozent erhöhen lässt.

Aufgrund der nicht ständig verfügbaren Abwärme eines Verbrennungsmotors greifen die meisten heutigen Elektrofahrzeuge im Winter zur Beheizung des Fahrzeuginnenraums und der Antriebsbatterie auf eine direkte elektrische Widerstandsheizung zurück. Diese besondere Belastung der Antriebsbatterie bei kalten Temperaturen kann die Reichweite eines vollständig geladenen Stromers bis auf die Hälfte reduzieren. Auch im Sommer verkürzt sich die Reichweite durch einen zusätzlichen Energie­aufwand, der für die Kühlung der Antriebsbatterie und des Innenraums erforderlich ist.

In Feldversuchen mit einem elektrischen Kleinwagen hat Mahle nachgewiesen, dass sein Wärmepumpen-basiertes System (Integrated Thermal System, ITS) den Reichweitenverlust insbesondere bei kalten Umgebungstemperaturen erheblich minimiert. Das verwendete Originalfahrzeug, ausgestattet mit einer konventionellen elektrischen Heizung, erreichte zunächst 100 km Reichweite. Nach der Ausstattung des Autos mit dem ITS ließ sich die Reichweite auf 116 km steigern.

Das ITS des Zulieferers kombiniert verschiedene thermische Komponenten in einem System, das mehrere Betriebsfunktionen erlaubt. Im Mittelpunkt seiner Architektur steht ein semiherme­tischer Kältekreislauf, der aus einem Chiller, einem kühlmittel­gekühlten Kondensator (i-Condenser) sowie einem thermischen Expansionsventil und einem elektrischen Antriebskompressor besteht. Der i-Condenser und der Chiller haben die gleiche Funktion wie der Kondensator und der Verdampfer in einem herkömmlichen Kältekreislauf. In diesem Fall jedoch überträgt das Kältemittel die Wärme anstelle von Luft an das Kühlmittel und erzeugt so warme oder kalte Kühlmittelströme. Das ITS verwendet R1234yf als Kältemittel und die herkömmliche Fahrzeugkühl­flüssigkeit als Medium für den Wärmetransport zwischen Kühlkreislauf und den verschiedenen Wärmequellen und -senken im Fahrzeug.

Derzeit führt Mahle mit dem im Fahrzeug eingebauten ITS Versuche zur Regelungs­optimierung und weitere Tests durch.