Die Reichweite von Elektroautos bietet viel Diskussionsstoff – insbesondere in den Wintermonaten. Mit eingeschalteter Heizung kann die Reichweite vieler Elektrofahrzeuge nochmals deutlich schrumpfen. „Das intelligente Thermomanagement bringt Elektroautos nun ein deutliches Stück weiter – und das ist wörtlich gemeint“, sagt Dr. Rolf Bulander, Geschäftsführer der Robert Bosch GmbH und Vorsitzender des Unternehmensbereichs Mobility Solutions. Bis zu 25 Prozent mehr Reichweite sind im winterlichen Stadtbetrieb möglich, ohne dass die Batterie verändert wird. Das Thermomanagement-System stellt Bosch nun auf der IAA 2015 in Frankfurt vor.
Bosch, Mahle Behr und weitere Firmen haben in einem öffentlich geförderten Projekt „Ganzheitliches Thermomanagement im E-Fahrzeug“ GaTE die Grundlagen für ein optimiertes Thermomanagement erarbeitet. Bei batteriebetriebenen Antrieben spielen Wärme und Kühlung eine wesentlich größere Rolle, als bei Benzinern oder Dieseln. Denn der Verbrennungsmotor, welcher Wärme im Überfluss abgibt, fehlt an Bord. Deshalb wird der Innenraum mit einem rein elektrisch betriebenen System beheizt. Der dazu notwendige Strom kommt aus der Batterie. Das beeinflusst die Reichweite: Etwa die Hälfte der dort gespeicherten Energie fließt im Winter oder im Sommer in die Klimatisierung des Innenraums.
Zudem braucht die Batterie eine konstante Temperatur von etwa 35 Grad Celsius, um optimal die angeschlossenen Verbraucher versorgen zu können. Für den Stromspeicher ist also ebenfalls eine elektrisch betriebene Klimatisierung notwendig.
Prinzip der Wärmepumpe: Wie im heimischen Kühlschrank
Das neue Thermomanagement verteilt Wärme und Kälte rein über das Kühlwasser. Möglich wird dies durch eine Wärmepumpe kombiniert mit Kühlmittelpumpen und -ventilen. Das Prinzip der Wärmepumpe kennen die Verbraucher von ihrem Kühlschrank. Dort erzeugt das Gerät Kälte im Inneren und die bei dem Vorgang entstehende Wärme entweicht in die Küche. Beim neuen Thermomanagement für Elektrofahrzeuge schafft eine Pumpe mit 1 000 Watt elektrischer Leistung Wärme entsprechend einer Heizleistung von 2 000 bis 3 000 Watt. Konventionelle Zuheizer, welche den Innenraum eines Hybrid- oder Elektrofahrzeuges erwärmen, haben nur einen halb so hohen Wirkungsgrad.
Im Fahrzeug anfallende Wärme und Kälte wird über fein regelbare Kühlmittelpumpen und -ventile von Bosch dort aufgenommen, wo sie anfällt, und dahin transportiert, wo sie benötigt wird. Durch die innovative Abwärmenutzung von Elektromotor und Leistungselektronik sowie einem geregelten Umluftbetrieb mit Luftentfeuchtung wird zusätzlich der Kälte- und Wärmebedarf reduziert.
System aus bereits bestehenden Komponenten
Die Pumpe nutzt die wenige Wärme, die auch im Elektrofahrzeug entsteht. So wird bei der Versorgung des Elektromotors mit Strom Wärme frei. Auch wenn Bremsenergie in Strom umgewandelt und in die Batterie eingespeist wird, entsteht Wärme, die genutzt werden kann. Gleichzeitig ist das ein Fall, in dem die Batterie gekühlt werden muss, um im optimalen Temperaturfenster bleiben zu können. Die einzelnen Komponenten des Ansatzes stammen weitgehend aus bereits bestehenden Serienanwendungen. Damit können Elektrofahrzeuge also kurzfristig technisch deutlich verbessert werden. Mit dem intelligenten Thermomanagement stellt Bosch einen entscheidenden Lösungsansatz für die künftigen Elektromobile vor. Denn insbesondere die folgenden Fahrzeuggenerationen mit einem Elektromotor sind auf ein effizientes Klimasystem angewiesen.
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Mobility Solutions ist der größte Unternehmensbereich der Bosch-Gruppe. Er trug 2015 mit 41,7 Milliarden Euro 59 Prozent zum Umsatz bei. Damit ist das Technologieunternehmen einer der führenden Zulieferer der Automobilindustrie. Der Bereich Mobility Solutions bündelt seine Kompetenzen in den drei Domänen der Mobilität – Automatisierung, Elektrifizierung und Vernetzung – und bietet seinen Kunden ganzheitliche Mobilitätslösungen. Die wesentlichen Geschäftsfelder sind: Einspritztechnik und Nebenaggregate für Verbrennungsmotoren sowie vielfältige Lösungen zur Elektrifizierung des Antriebs, Fahrzeug-Sicherheitssysteme, Assistenz- und Automatisierungsfunktionen, Technik für bedienerfreundliches Infotainment und fahrzeugübergreifende Kommunikation, Werkstattkonzepte sowie Technik und Service für den Kraftfahrzeughandel. Wichtige Innovationen im Automobil wie das elektronische Motormanagement, der Schleuderschutz ESP oder die Common-Rail-Dieseltechnik kommen von Bosch.
Die Bosch-Gruppe ist ein international führendes Technologie- und Dienstleistungsunternehmen mit weltweit rund 375 000 Mitarbeitern (Stand: 31.12.2015). Sie erwirtschaftete im Geschäftsjahr 2015 einen Umsatz von 70,6 Milliarden Euro. Die Aktivitäten gliedern sich in die vier Unternehmensbereiche Mobility Solutions, Industrial Technology, Consumer Goods sowie Energy and Building Technology. Die Bosch-Gruppe umfasst die Robert Bosch GmbH und ihre rund 440 Tochter- und Regionalgesellschaften in rund 60 Ländern. Inklusive Handels- und Dienstleistungspartnern erstreckt sich der weltweite Fertigungs- und Vertriebsverbund von Bosch über rund 150 Länder. Basis für künftiges Wachstum ist die Innovationskraft des Unternehmens. Bosch beschäftigt weltweit 55 800 Mitarbeiter in Forschung und Entwicklung an 118 Standorten. Strategisches Ziel der Bosch-Gruppe sind Lösungen für das vernetzte Leben. Mit innovativen und begeisternden Produkten und Dienstleistungen verbessert Bosch weltweit die Lebensqualität der Menschen. Bosch bietet „Technik fürs Leben“.
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