Temperaturbeständige Elektrofahrzeuge erreichen
Die eingeschränkte Reichweite wird gemeinhin als das zentrale Hindernis für das Marktwachstum von Elektrofahrzeugen anerkannt. Auch wenn eine verbesserte Kapazität als die natürlichste Entwicklungsrichtung erscheinen mag, würde dies dennoch nicht andere, eng damit verbundene Probleme lösen, denen Elektrofahrzeuge derzeit ausgesetzt sind: die unvorhersehbare Reichweite aufgrund von Temperaturschwankungen. Wenn Batterien extrem kalten oder warmen Temperaturen ausgesetzt sind, neigen Batterien dazu, bis zur Hälfte ihrer Ausgangskapazität einzubüßen. Das Erreichen von Temperaturbeständigkeit würde das Vertrauen in Elektrofahrzeuge erheblich steigern, sodass es nicht überrascht, dass sich ein elf Mitglieder starkes Konsortium seit 2015 die Verbesserung der Kilometerleistung und vorhersehbaren Reichweite zur Priorität gemacht hat, ohne weitere Kosten und weiteres Gewicht zu verursachen. „Unser Kernziel im Rahmen des Projekts OSEM-EV bestand darin, die Batterie mithilfe von Fahrzeugwärme temperaturbeständig zu machen und diese dank einer Wärmepumpe abzukühlen oder aufzuwärmen“, sagt Reiner John, Koordinator des Projekts im Auftrag von Infineon Technologies. Alles in allem wurde im Zuge des Projekts eine Reihe von Wärmemanagement-Lösungen entwickelt, darunter eine Isolierung, die Speicherung von Wärmeenergie, innovative Heizungs- und Kühlungsansätze, die elektronische Regelung von elektro-thermischer Energie und Energieflüssen, eine erhöhte Energieeffizienz von elektrifizierten Komponenten und Subsystemen, Energiesubstitution sowie Funktionen für die Nutzbarmachung von Energie. OSEM-EV (Optimised and Systematic Energy Management in Electric Vehicles) zeichnet sich jedoch vor allem durch sein Wärmepumpenkonzept und durch die Mobilisierung von Abwärme aus anderen Subsystemen aus. Dank der profunden quantitativen Erkenntnisse zu Energieflüssen in Elektrofahrzeugen, die im Laufe des Projekts gesammelt wurden, konnte das Konsortium die Energiearchitektur des Fahrzeugs entwerfen und optimieren und Regelungsalgorithmen für eine effektive gekoppelte elektro-thermische Energieverwaltung entwickeln. Diese verbessert nicht nur die Energieeffizienz des Antriebsstrangs, sondern auch die Zuverlässigkeit und Lebensdauer von allen Subsystemen des Fahrzeugs. Die Technologie wurde an zwei verschiedenen Klassen von Elektrofahrzeugen erfolgreich demonstriert: im A-Segment (Kleinstwagen) und im C-Segment (Kompaktwagen). Diese beiden Segmente wurden aufgrund ihrer sehr unterschiedlichen Anforderungen und Topologien und vor allem aufgrund ihres hohen Marktpotenzials ausgewählt. Auch wenn noch über die Kommerzialisierungspläne diskutiert wird, weist John darauf hin, dass Daimler bald mit einem eigenen Prototypen nachlegen werde und beabsichtige, die neuen Komponenten in zukünftige Modelle zu integrieren. IFEVS wird wiederum mit einem eigenen Demonstrator (ein kleiner LKW für Lebensmittellieferungen) nachlegen und hat allen Projektpartnern detaillierte Pläne zur Verfügung gestellt. Eines ist sicher: früher oder später wird eine neue Generation von Elektrofahrzeugen auf den Straßen unterwegs sein, die unter nahezu allen Wetterbedingungen betrieben werden kann, und die mit einem minimalen Energieverbrauch für die Wärmeregulierung des Fahrzeuginnenraums und Batteriefachs und einer drastischen Reduktion der Selbstentladung und des Energieverbrauchs aufwartet.
Schlüsselbegriffe
OSEM-EV, Elektrofahrzeug, Temperaturbeständigkeit, Fahrreichweite, Batteriekapazität, Wärmemanagement
