Effiziente Antriebe und Leistungselektronik sind Schlüsselkomponenten bei der Realisierung von Antriebssträngen in Elektrofahrzeugen. Aufgrund der geringen Energiedichte der Batterie und der vergleichsweise geringen thermischen Abwärme im elektrischen Antriebsstrang sind Anstrengungen notwendig, die Klimatisierung des Fahrzeuges so zu gestalten, dass diese einen möglichst geringen Einfluss auf die Reichweite des Fahrzeugs hat. Mit diesem Ziel werden am Fraunhofer IISB mittels thermischer Ersatznetzwerke Simulationsmodelle von Fahrzeugkabine, den verschiedenen Komponenten im Klimasystem und dem elektrischen Antriebsstrang entwickelt. Mit diesen Modellen lassen sich die Wärmeströme in der Fahrzeugkabine und den Komponenten des elektrischen Antriebsstrangs quantifizieren, verschiedene Klimatisierungsstrategien und Topologien von Fahrzeug-Klimasystemen können hiermit miteinander verglichen werden. Die Energie zur Innenraumklimatisierung wird über eine Wärmepumpe bereitgestellt, um den elektrischen Energiebedarf zur Klimatisierung zu minimieren. Durch Vorkonditionierung von Fahrzeugkabine, Kühlkreislauf und Antriebskomponenten während der Ladephase lässt sich der Energiebedarf zur Klimatisierung zu Beginn der Fahrt weiter verringern und so die maximale Reichweite bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen steigern.
Efficient drives and Power electronics are key components for the realisation of drive trains in electric vehicles. A low energy density of the battery and little thermal loss in the electric drive train - in comparison with a combustion engine - requires efforts to acclimatise the vehicle in a way which minimises its impact an the vehicle's cruising range. Using equivalent thermal networks, Fraunhofer IISB thus develops simulation tools of passenger compartment, components of the acclimatisation System and the electric drive train. With these tools the heat flow in the passenger compartment as well as in the components of the electric drive train can be calculated. Furthermore, it is possible to compare different acclimatisation strategies as well as different topologies of the acclimatisation system. To minimize the electrical energy consumption of acclimatisation, the thermal energy needed in this process is provided by a heat pump. By preconditioning cabin, cooling circuit and drive train components while charging the battery, the energy consumption at the beginning of a drive can be further reduced, whereby the maximal cruising range at different ambient temperatures increases.
Untersuchungen zur Minimierung der Klimaeinflüsse auf die Reichweite von Elektrofahrzeugen
2012
14 Seiten, 9 Bilder, 4 Tabellen, 8 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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