Warum ist das Wärmemanagement bei Elektrofahrzeugen wichtig?

Um ein Elektrofahrzeug mit besonders hoher Effizienz betreiben zu können, muss der optimale Temperaturbereich von Elektromotor, Leistungselektronik und Batterie eingehalten werden. Dies erfordert ein komplexes Wärmemanagementsystem.
Das Thermomanagementsystem eines herkömmlichen Autos ist in zwei Hauptbereiche unterteilt: das Thermomanagement des Motors und das des Innenraums. Fahrzeuge mit alternativen Antrieben, auch Elektrofahrzeuge genannt, ersetzen den Verbrennungsmotor durch ein Kernsystem aus drei Elektromotoren, wodurch das Thermomanagement des Motors entfällt. Da die drei Kernsysteme – Motor, elektrische Steuerung und Batterie – den Motor ersetzen, besteht das Thermomanagementsystem für Fahrzeuge mit alternativen Antrieben, insbesondere Elektrofahrzeuge, aus drei Hauptbereichen: Erstens das Thermomanagement von Motor und elektrischer Steuerung, dessen Hauptfunktion die Kühlung ist; zweitens das Thermomanagement der Batterie; und drittens das Thermomanagement der Klimaanlage. Alle drei Kernkomponenten – Motor, elektrische Steuerung und Batterie – stellen sehr hohe Anforderungen an die Temperaturregelung. Im Vergleich zum Verbrennungsmotor bietet der Elektroantrieb viele Vorteile. Beispielsweise kann er ab dem Stillstand das maximale Drehmoment liefern und kurzzeitig bis zum Dreifachen des Nenndrehmoments erreichen. Dies ermöglicht sehr hohe Beschleunigungswerte und macht das Getriebe überflüssig. Darüber hinaus gewinnt der Motor beim Bremsen Antriebsenergie zurück, was die Gesamteffizienz weiter verbessert. Zudem weisen sie wenige Verschleißteile und somit geringe Wartungskosten auf. Elektromotoren haben jedoch einen Nachteil gegenüber Verbrennungsmotoren: Da sie keine Abwärme erzeugen, sind Elektrofahrzeuge auf ein Wärmemanagement mittels elektrischer Heizsysteme angewiesen, beispielsweise um Fahrten im Winter komfortabler zu gestalten. Der Kraftstofftank ist dem Verbrennungsmotor zugeordnet, die Hochvoltbatterie hingegen dem Elektrofahrzeug, deren Kapazität die Reichweite bestimmt. Da die Energie für den Heizvorgang aus dieser Batterie stammt, beeinflusst die Heizung die Reichweite des Fahrzeugs. Dies erfordert ein effektives Wärmemanagement des Elektrofahrzeugs.