Klimawandel im Fahrzeug

Ein heißes Thema für die Zukunft - Potentiale heben durch cleveres Thermomanagement

Kühlung – das war einst nur eine Randerscheinung beim Verbrennungsmotor. Entweder mit Luft oder mit flüssigem Kühlmittel wurde verhindert, dass das Antriebsaggregat überhitzte. Und als nettes ‚Abfallprodukt“ gab es die Abwärme kostenlos dazu, mit der in der kalten Jahreszeit der Innenraum geheizt wurde. Klimaanlage? Das war den Fahrzeugen der Oberklasse vorbehalten. So jedenfalls der Stand der Technik noch vor ein paar Jahrzehnten. Und heute? - hat bekanntlich jeder Kleinstwagen eine geregelte Klimaanlage.

Der komplette Antriebsstrang – bitte wohltemperiert!

Mit optimaler Temperatur ist das Fahrzeug schneller auf Touren, verbraucht weniger Kraftstoff und erzeugt geringere Emissionen! Klingt gut – und ist es auch. Schnell erkannten auch die Ingenieure von MAHLE die Potenziale eines präzisen Thermomanagements im Antriebsstrang und optimierten die Kühlmittelkreisläufe.

Denn: Geringere Motor-Masse und weniger Kühlmittel sorgen für ein schnelleres Erreichen der Betriebstemperatur; und nur bei Betriebstemperatur arbeitet ein Verbrennungsmotor optimal, verbraucht so wenig Kraftstoff wie möglich und setzt die geringstmöglichen Emissionen frei!

Dazu kommt, dass die Abwärme heute nicht nur abgeführt und zum Heizen benutzt wird, sondern auch das Getriebeöl erwärmt. Mit dem Temperieren des Öls werden Wirkungsgrad, Funktionssicherheit und Lebensdauer des Getriebes erhöht. Und wenn das Getriebe schon über einen Wärmetauscher an den Kühlmittelkreislauf angeschlossen ist, nutzt man das Kühlmittel auch gleich, um bei starker Belastung die hohen Temperaturen zu senken.

Thermostat – auf dem nächsten Level

Ein „normales“ Thermostat kann nur auf die Kühlmitteltemperatur reagieren. Das bedeutet, dass es immer etwas dauert, bis das Thermostat bei einer Temperaturerhöhung (z. B. beim Überholen oder Bergauffahren) den Impuls gibt, den Kühlmittelkreislauf auf die geänderte Fahrtsituation anzupassen.

Doch wie lässt sich die Reaktionszeit beschleunigen? Durch den Einsatz aktiv ansteuerbarer Regelkomponenten, zum Beispiel von Kennfeldthermostaten. Diese verwenden nicht nur die Wärme aus dem Kühlmittel zum Stellen, sondern nutzen zusätzlich ein kleines Heizelement im Thermostat. Sobald das Steuergerät anhand seiner Sensoren und des hinterlegten Motorenkennfelds erkennt, dass durch Erhöhung der Motorlast mehr Wärme im Kreislauf entstehen wird, steuert es die Zuheizung im Thermostat an – der Dehnstoff reagiert und das Thermostat ändert seine Stellung. Ein Kennfeldthermostat reagiert also bereits aktiv aufgrund hinterlegter Informationen (Kennfeld des Motors, Betriebszustand und Werte der Sensorik), bevor es zu einer Temperaturerhöhung kommt. So ist eine sehr präzise und verzögerungsfreie Temperaturführung möglich.

Alles rund ums Thermostat (inkl. Funktionsvideo) findest du >> HIER

Mit modernem Thermomanagement wird MAHLE zum Wegbereiter der Elektromobilität

E-Fahrzeuge brauchen Traktionsmotoren, Leistungselektronik, Batterie und Ladeelektronik. Diese müssen ebenfalls temperiert werden. Allerdings hat jedes dieser Bauteile seine eigene „Wohlfühltemperatur“ sowie individuelle Limits für Minimal- und Maximaltemperatur. Besonders knifflig ist die Batterie mit ihren hunderten oder sogar tausenden von Batteriezellen. Nur bei optimaler Temperaturführung haben sie eine hohe Kapazität und lange Lebensdauer. Durch die inneren Widerstände erwärmen sie sich, sobald Ströme fließen, also bei Leistungsabgabe, beim Rekuperieren (Zurückgewinnung beim Bremsen) und beim Laden.

Die große Herausforderung für das Thermomanagement besteht darin, die optimalen Temperaturbereiche genau einzuhalten. Damit ist die Klimaanlage – bestehend aus Klimakompressor, Kondensator, Expansionsventil und Verdampfer – mehr als ein angenehmer Luxus im Sommer: Sie wird für das Fahrzeug und die optimale Funktion aller Komponenten lebensnotwendig.

Deshalb ist an den Klimakreislauf ein weiterer Wärmetauscher, der sogenannte Chiller angeschlossen. Er kühlt die Niedertemperaturkreisläufe bei elektrischen Antrieben. Früher wurde die Wartung der Klimaanlage oft gar nicht oder erst bei Systemausfall durchgeführt. Doch bei der Wartung eines Elektrofahrzeugs ist der Klimaservice für dich als Werkstattprofi Pflichtprogramm.

Besondere Herausforderungen für die Klimaanlage – und eine coole Lösung von MAHLE

Du hast drei besonders wichtige Aufgaben beim Klimaservice: das Reinigen des Kondensators, die Funktionsprüfung und die Kontrolle der Kältemittelmenge im System. Die korrekte Menge an Kältemittel ist nicht nur wichtig für eine zuverlässige Funktion, sondern sorgt auch für eine gleichmäßige Verteilung des Kompressor-Öls (z.B. PAG, POG,...).

Die Füllmenge kannst du ausschließlich mit einem Klimaservicegerät kontrollieren. Das vorhandene Kältemittel wird abgesaugt und im Klimaservicegerät gewogen. Nach der Dichtheitsprüfung des Systems im Fahrzeug füllst du das gereinigte Kältemittel und die fehlende Menge nach Herstellervorgabe vom Klimaservicegerät zurück in die Klimaanlage.

Bei Elektrofahrzeugen nehmen Kühlung und Heizung ihre Energie aus der Batterie, was zu Lasten der Reichweite des Fahrzeugs geht. Wie kann man diese Herausforderung meistern? Hier hat MAHLE tolle Ideen umgesetzt. Denn Heizen muss nicht zwangsläufig mit elektrischen Heizern erfolgen: Man kann die Klimaanlage auch einfach andersherum laufen lassen. Dann funktioniert sie als Wärmepumpe von außen nach innen.

Wir haben verstanden: Das Management der in Elektro-, Hybrid- und Brennstoffzellenfahrzeugen anfallenden Wärmeströme hat einen bedeutenden Einfluss auf Reichweite und Komfort und damit auf die Akzeptanz der Elektromobilität. MAHLE setzt hier auf ganzheitliche System- und Produktlösungen, auch in den Bereichen Service und Diagnose.

Auf den Straßen, und damit vermutlich auch in deiner Werkstatt, werden konventionell getriebene Fahrzeuge noch viele Jahre zu finden sein. Die stark steigenden Zulassungszahlen von Elektrofahrzeugen deuten aber darauf hin, dass du dich auf neue Technologien vorbereiten solltest, um für die Zukunft bereit zu sein. Wir unterstützen dich dabei!

Und so rechnet sich das Thermomanagement von MAHLE bei Elektrofahrzeugen:

>> bis zu 20% mehr Reichweite oder

>> bis zu 20% kleinere Batteriekapazität bei gleicher Reichweite

MAHLE Aftermarket – Home of Thermomanagement

Ab 2020 erhältst du das gesamte Thermomanagement-Produktprogramm in Erstausrüsterqualität von MAHLE Aftermarket aus einer Hand:
Thermostate, Schalter, Sensoren, Klimakompressoren, Kühler, Heizer, Wärmeübertrager, Kondensatoren und Wasserpumpen.

MAHLE Aftermarket unterstützt dich mit Spitzenprodukten und kompletten Systemen in Originalqualität, mit modernster Werkstattausrüstung und mit reichhaltigem Schulungs- und Weiterbildungsprogrammen und begleitet dich damit kompetent in die Zukunft.

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