1. Zunächst erklären wir, was ein Wärmemanagementsystem ist und was ein gutes Wärmemanagementsystem ausmacht.
Aus Nutzersicht zeigt sich die Hauptrolle des Thermomanagementsystems im Zeitalter der Elektrofahrzeuge in zwei Bereichen: im Innenraum und im Außenbereich. Im Innenraum sorgt es für angenehme Temperaturen, beispielsweise durch Sitz- und Lenkradheizung oder die frühzeitige Aktivierung der Klimaanlage. Entscheidend für die schnelle Temperaturregelung im Fahrgastraum sind die Zeit bis zum Erreichen der gewünschten Temperatur, der Energieverbrauch und die Balance. Im Außenbereich muss sichergestellt werden, dass die Batterie eine optimale Betriebstemperatur aufweist – weder zu heiß, da dies zu einem thermischen Durchgehen und Brand führen kann, noch zu kalt, da eine zu niedrige Batterietemperatur die Energieabgabe blockiert und die Reichweite erheblich reduziert.
Das Wärmemanagement gewinnt im Winter an Bedeutung, da die Verhinderung eines thermischen Durchgehens bereits bei der Batteriekonstruktion umfassend berücksichtigt wurde. Im Winter liegt der Fokus des Wärmemanagements jedoch darauf, wie der Energieverbrauch minimiert werden kann, um die Batterie auf der optimalen Betriebstemperatur zu halten.
Es zeigt sich, dass das Thermomanagementsystem von Elektrofahrzeugen nicht nur das Klimaanlagensystem von Verbrennungsmotoren ist, sondern auch auf dieser Grundlage tiefgreifende Weiterentwicklungen erfordert und zusammen mit der elektrischen und elektronischen Architektur, dem Antriebsstrang, dem Bremssystem usw. koordiniert und optimiert werden muss. Daher gibt es viele Wege und Feinheiten darin.
2. Wie man das Wärmemanagement durchführt
Traditionelles Verfahren: PTC-Heizung
In der traditionellen Bauweise wird das Elektrofahrzeug zur Wärmeversorgung des Fahrgastraums und der Batterie mit einem zusätzlichen Wärmequellenbauteil, einem PTC (Positive Temperature Coefficient), ausgestattet. Widerstand und Temperatur dieses Bauteils korrelieren positiv. Das heißt, mit sinkender Umgebungstemperatur nimmt auch der Widerstand des PTC ab. Wird bei konstanter Spannung Strom angelegt, verringert sich der Widerstand, der Stromfluss steigt und die Wärmeleistung erhöht sich entsprechend, was zu einer Erwärmung führt.
Für PTC-Heizungen gibt es zwei Möglichkeiten: Wassererwärmung (PTC-Kühlmittelerhitzer) und Luftheizung(PTC-LufterhitzerDer Unterschied zwischen den beiden Heizsystemen liegt im Heizmedium. Bei der Wasserheizung wird das Kühlmittel mithilfe von PTC-Elementen erhitzt und anschließend an den Heizkörper abgegeben; bei der Luftheizung hingegen wird kalte Luft direkt mit den PTC-Elementen erhitzt, bevor warme Luft abgegeben wird.
3. Die Entwicklungsrichtung der Wärmemanagementtechnologie
Wie können wir einen Durchbruch bei der nachfolgenden Wärmemanagementtechnologie erzielen?
Denn das Wesen des Wärmemanagements(HVCHUm die Kabinentemperatur und den Batterieverbrauch in Einklang zu bringen, muss die Entwicklung von Thermomanagementtechnologien weiterhin auf die „thermische Kopplung“ ausgerichtet sein. Vereinfacht ausgedrückt geht es um eine umfassende Betrachtung des Fahrzeugs und der Gesamtsituation: Wie lässt sich die Energiekopplung integrieren und nutzen? Dies umfasst die Nutzung von Energiegradienten und die Energieübertragung zum benötigten Ort durch die strukturelle Integration von Systemkomponenten und die integrierte Steuerung des Systemzentrums. Darüber hinaus ist auch eine intelligente Steuerung auf Basis einer intelligenten Architektur möglich.
Veröffentlichungsdatum: 11. April 2023
