Integriertes Thermomanagement und Abwärmerückgewinnung
Integriertes Thermomanagement bezeichnet die fahrzeugweite Koordination der Wärmeströme für Innenraum, Batterie, Elektroantrieb, Leistungselektronik und Ladesystem. Abwärmerückgewinnung ist eine Strategie innerhalb dieses Systems: Wärme, die andernfalls abgeführt würde, wird einem nutzbaren Wärmebedarf zugeführt.
Was ein System integriert macht
Die Integration kann gemeinsam genutzte Kühlmittel- oder Kältemittelpfade, Wärmetauscher, Pumpen, Chiller, Ventile und eine Heat Pump umfassen. Ventile und Steuerungen können Pfade je nach Betriebsbedarf verbinden oder trennen. Eine Wärmequelle in einem Teil des Fahrzeugs kann dadurch einen Wärmebedarf an anderer Stelle decken.
Die Integration der Steuerung ist ebenso wichtig wie gemeinsam genutzte Hardware. Das Fahrzeug muss entscheiden, welche Quellen und Senken verfügbar sind, welche Temperaturen sicher sind und ob Heizen, Kühlen oder Trennen Vorrang hat. In einem Modul zusammengefasste Komponenten werden nicht zwangsläufig als ein gemeinsames Thermosystem geregelt; getrennte Komponenten können hingegen über Kreisläufe und Software koordiniert werden.
Was Abwärmerückgewinnung bedeutet
Motoren, Wechselrichter, Onboard-Ladegeräte und Batterien können im Betrieb Wärme freisetzen. Bei der Rückgewinnung wird nutzbare Wärme von einer solchen Quelle zu einem anderen Bedarf übertragen, etwa zur Beheizung des Innenraums oder der Batterie. Sie erzeugt keine neue Wärme und steht nicht automatisch bei jeder Heizanforderung zur Verfügung.
Die Quelle muss zum richtigen Zeitpunkt genügend Wärme auf einem nutzbaren Temperaturniveau liefern. Ein Kompressor oder ein Electric Resistance Heater and PTC Heater kann weiterhin erforderlich sein, wenn die rückgewinnbare Wärme nicht ausreicht oder nicht verfügbar ist.
Wichtige Abgrenzungen
Gemeinsam genutzte Kreisläufe machen Innenraumklimatisierung, Battery Preconditioning, Kühlung der Leistungselektronik und thermischen Schutz der Batterie nicht austauschbar. Jede Aufgabe hat eigene Temperaturziele und Sicherheitsgrenzen. Systemlayouts und Regelstrategien unterscheiden sich zudem je nach Fahrzeug; ein integriertes Modul belegt daher keinen festen Effizienz- oder Reichweitenvorteil.
Eine ausführlichere Darstellung der Klima- und Thermosysteme von Elektrofahrzeugen finden Sie unter Heating, Ventilation and Air Conditioning.