Thermomanagement für eine nachhaltige Mobilität

Damit ein Fahrzeug mit einem hohen Wirkungsgrad betrieben werden kann, ist es notwendig, die Temperatur des Motors, der Leistungselektronik und der Batterie sowie gegebenenfalls der Brennstoffzelle konstant in einem bestimmten Temperaturbereich zu halten. Dazu bedarf es eines ausgeklügelten Thermomanagementsystems, das die Steuerung aller Energieströme im Fahrzeug unter Berücksichtigung ihrer Wechselwirkungen analysiert und optimiert. Ziel ist es dabei, die energetischen Verluste zu minimieren und so einerseits eine Verbrauchs- und Emissionsreduzierung zu erzielen und andererseits die Kühlung von Motor und Einzelkomponenten zu gewährleisten. Ein weiterer Aspekt des Thermomanagements gilt der optimalen Klimatisierung der Fahrzeugkabine.

Optimierte Thermomanagementsysteme führen nicht nur zu Reichweitensteigerungen bei Elektro- und Hybridfahrzeugen im zweistelligen Prozentbereich, sondern können auch ihre Ladevorgänge beschleunigen und den Kraftstoffverbrauch senken. Integrative Lösungen eröffnen zudem bereits beim Fahrzeugbau Ressourcen- und Kostensenkungspotenziale. Thermomanagementsysteme leisten somit einen wichtigen Beitrag, wenn es darum geht, das Fahren sowohl mit alternativen als auch mit konventionellen Antriebsarten klimafreundlicher, komfortabler und kostengünstiger zu machen – die Akzeptanz von nachhaltiger Mobilität also deutlich zu steigen.

Am Fraunhofer ISE forschen Wissenschaftler aus unterschiedlichen Fachbereichen gemeinsam an innovativen Konzepten für ein optimiertes Thermomanagement. Da Thermomanagement unabhängig von der Antriebsart an vielen Stellen im Fahrzeug eine Schlüsselrolle spielt, werden die Einzelkomponenten nicht nur isoliert betrachtet, sondern auch all ihre Interaktionen berücksichtigt: Vom Antrieb über die Fahrgastzelle bis hin zur Hülle des Autos.

Gemeinsam mit unseren Partnern aus der Industrie entwickeln wir seit vielen Jahren individuelle Lösungen für ein optimiertes Thermomanagement in Personenkraftwagen, Lastkraftwagen und Nutzfahrzeugen und verfügen daher über die notwendige Erfahrung und Kompetenz, um mit unserem ganzheitlichen Forschungsansatz den nächsten Schritt für eine nachhaltige Mobilität zu gehen.

Prognosen zufolge könnte bereits bis zum Jahr 2030 jedes zweite neu zugelassene Fahrzeug batteriebetrieben sein, aber auch Fahrzeuge mit Brennstoffzellen und konventionellen Antrieben auf Basis von regenerativen Kraftstoffen werden eine große Rolle spielen. Die Anforderungen an ein optimiertes Thermomanagement werden in jedem Fall steigen – nicht nur, was die Weiterentwicklung dieser Fahrzeuge angeht, sondern auch hinsichtlich ihrer Wartung und Reparatur. Die Entwicklung neuer Produkte, Materialien und Komponenten für ein optimiertes Thermomanagement wird daher gerade für Zulieferer und Komponentenhersteller eine Schlüsselrolle bei der Erschließung neuer Marktsegmente mit neuen Markteilnehmern spielen.