Intelligente Temperaturregelung für E-Autos

Forschung Hochschule

Ein neues deutsch-französisches Forschungsprojekt beschäftigt sich damit, wie sich der Energieverbrauch bei Elektrofahrzeugen senken lässt

Mit dem Energieverbrauch von Elektrofahrzeugen beschäftigt sich ein neues Forschungsvorhaben, an dem neben der Hochschule Esslingen acht weitere deutsche und französische Partner aus Forschung, Entwicklung und Industrie beteiligt sind. In dem Projekt stellen sich die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Frage, wie sich die Energie in den E-Mobilen effektiv einsetzen und intelligent nutzen lässt. Ziel ist es, mit einem so genannten „Innovativen Thermo-Management-System“ (InnoTherMS) den Energieverbrauch der Elektrofahrzeuge um zehn Prozent zu senken. Das Projekt hat einen Gesamtumfang von rund vier Millionen Euro, wovon die Hälfte von den beteiligten Unternehmen bereitgestellt wird.

Drei große Fragestellungen betrachten die Projektbeteiligten

  • Wie lässt sich das Wageninnere so intelligent und vorausschauend heizen oder kühlen, dass so wenig Energie wie möglich verbraucht wird? Hier soll der Energiefluss für Heizung und Klimaanlage vorausschauend gelenkt werden. Möchte zum Beispiel der Fahrer die Innenraumtemperatur erhöhen, weiß das Fahrzeug bereits, dass in Kürze ein längerer Anstieg erfolgen wird, bei dem der Antrieb ohnehin mehr Abwärme erzeugen wird und schaltet deshalb die Heizung nicht ein.
  • Eine thermische Konditionierung der Batterien soll dafür sorgen, dass dem Fahrer unter dem Strich mehr Reichweite zur Verfügung steht.  Das Ziel ist eine leistungsfähige elektrische Speicherarchitektur, deren Abwärme genutzt werden kann, um in die thermischen Speicher eingespeist zu werden.
  • Als weitere Herausforderung hat sich das Konsortium die Aufgabe gestellt, mit dem Projekt auch für temperaturempfindliches Ladegut ein Wohlfühlklima zu schaffen. Das macht das System gerade für elektrische Lieferfahrzeuge im Großstadtverkehr interessant, mit denen beispielsweise Lebensmittel und Getränke in einwandfreier Qualität zu Kantinen, Schulen oder Veranstaltungen transportiert werden. Diese Einbindung von beheizbaren und gekühlten Transporträumen in eine gesamtheitliche Temperaturregelung erfordert neuartige Heiz- und Kühlsysteme sowie innovative Betriebsstrategien.

Die Aufgabe der Hochschule Esslingen besteht darin, die Funktionalität und Leistung der Module und das Thermomanagement in einem Testaufbau zu vermessen sowie die Ergebnisse mit den Simulationsergebnissen zu vergleichen. Damit sollen die gemeinsamen Entwicklungen der Projektpartner bestätigt werden.

Projektleiter Prof. Dr. Walter Czarnetzki von der Hochschule Esslingen: „Für uns als Wissenschaftler an der Hochschule Esslingen ist es wichtig, dass wir unser theoretisches Wissen durch den Vergleich von Simulationen mit realen Messwerten vertiefen. Gleichzeitig können wir anwendungsorientiert bei der Weiterentwicklung des Thermomanagements von Elektrofahrzeugen als Partner der Industrie mitwirken.“

Deutsche und französische Projektpartner arbeiten zusammen

Das Projektkonsortium besteht auf deutscher Seite aus dem Institut für nachhaltige Energietechnik und Mobilität (INEM) der Hochschule Esslingen sowie dem Ernst-Mach-Institut (EMI) in Freiburg, eine Einrichtung der Fraunhofer-Gesellschaft. Zudem gehören Unternehmen wie das Ingenieurbüro GreenIng in Leutenbach bei Stuttgart und die Thermoexperten von TheSys aus Kirchentellinsfurt in der Nähe von Tübingen dazu. König Metall aus Gaggenau bringt als assoziierter Partner für Versuche und Messungen einen Kleintransporter als Referenzfahrzeug ein, der von der Tochterfirma GVI konzipiert und auf batterieelektrischen Antrieb umgebaut wurde. Im Gegenzug profitiert König Metall von Entwicklungsergebnissen aus dem Projekt.

Auf französischer Seite besteht das Konglomerat aus drei Instituten der ingenieurtechnischen Hochschule INSA in Lyon, dem Gussspezialisten SJI aus Saint-Jean-d'Ardières sowie der Ingenieurfirma SEGULA, beides größere familiengeführte Unternehmen.

Die Zusammenarbeit soll deutlich über die technische Ebene des Projekts hinausgehen und einen Beitrag für eine engere internationale Zusammenarbeit in Europa liefern. Unter anderem ist geplant, die gebündelten Kompetenzen der Partner bei der Projektakquise und zukünftigen gemeinsamen Kundenaufträgen zum Einsatz zu bringen.

Das Projekt läuft noch bis Ende 2021 und wird in Frankreich vom Mobilitätscluster CARA der Region Auvergne-Rhone-Alpes, in Deutschland vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert. Die Betreuung übernimmt die baden-württembergische Landesagentur für Elektromobilität e-mobil BW.

Weitere Informationen

Institut für Nachhaltige Energietechnik und Mobilität

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Christiane Rathmann
M.A. Christiane Rathmann