Abgeschlossene Projekte

Verantwortlicher

Prof. Dr. Hartmut Gnuschke

Hochschule Coburg

Die effiziente Nutzung der an Bord eines Fahrzeuges verfügbaren Energie ist unabhängig davon, ob das Fahrzeug von einem Verbrennungsmotor oder einer elektrischen Maschine angetrieben wird, unabdingbar, um die CO₂-Emissionen zwischen Energieerzeugung und Verbrauch am Rad zu minimieren. Insbesondere bei reinen Elektrofahrzeugen ist der Energieverbrauch von Sekundärsystemen wie z.B. der Klimaanlage so gering wie irgend möglich zu gestalten, damit die noch immer problematische, im Vergleich zu Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren deutlich niedrigere Praxisreichweite nicht noch geringer wird. Im Winter kann sich die Reichweite eines Elektrofahrzeuges grob halbieren, wenn die Traktionsbatterie zur Beheizung des Innenraums verwendet wird.

Ein Lösungsansatz besteht darin, die thermische Energie der Fahrzeugumgebung mittels einer elektrisch betriebenen Wärmepumpe an Bord des Fahrzeuges von niedrigem Temperaturniveau auf ein angenehmeres anzuheben. Der Betrieb der Wärmepumpe und generell der Klimaanlage des Fahrzeuges kann ferner die im Fahrzeug anfallenden Abwärmen z.B. aus der Traktionsbatterie nutzen, oder es kann die Batterie, wenn sie zu kalt ist und ihre Leistungsfähigkeit dadurch eingeschränkt ist, geheizt werden.

Diese Beschaltungen der Klimaanlage gehen erheblich über die Funktionen einer „normalen“ Klimaanlage hinaus und führen zu komplexeren Systemen mit aufwendigerer Regelungstechnik und höheren Kosten.

Ziel des Projekts „E-Climate“ (2011 bis 2015) war es, in Kooperation mit einem Hersteller für Fahrzeugklimaanlagen ein entsprechendes Kühlsystem für Elektrofahrzeuge zu entwickeln. Dabei wurde von den Forschern der Hochschule Coburg vor allem die Simulation einzelner Komponenten des Systems durchgeführt und eine systemische Darstellung der vielfältigen Schaltmöglichkeiten der Anlage vorgenommen sowie vor Ort beim Klimaanlagenspezialisten der Messaufbau mit betreut.

Im Ergebnis sind signifikante Potenziale zur Senkung des Energieverbrauchs gehoben worden und hierfür sinnvolle Betriebsmodi definiert worden. Die Anlage wurde auf einem im Rahmen des Projekts beim Klimaanlagenhersteller speziell hierfür aufgebauten Prüfstand in fahrzeugähnlichen Bedingungen (also insbesondere unter Einbeziehung der realen Traktionsbatterie) getestet.

Mit dem Projekt wurde die Basis für weitere Projekte im Bereich des Energiemanagements von (Elektro-) Fahrzeugen gelegt.