Eine Herausforderung bei Elektro- und Hybridfahrzeugen stellt das Thermomanagement dar, da weniger Abwärme produziert wird und die Grenztemperaturen der elektrischen Komponenten verglichen mit denen von Verbrennungsmotoren deutlich niedriger sind. Daher müssen mehrere, mindestens zwei, Temperaturbereiche mit den Kühlkreisläufen des Fahrzeugs abgedeckt werden. Die besondere Aufgabe bei der Entwicklung elektrifizierter Fahrzeuge besteht darin, zum einen - oftmals bei unveränderter Fahrzeugarchitektur - ein komplexeres Thermomanagement zu integrieren, zum anderen weiterhin die Anforderungen hinsichtlich Fahrerkomfort und Betriebssicherheit auch bei extremen klimatischen Bedingungen zu erfüllen. Vorgestellt wird im Beitrag ein von FEV entwickelter virtueller Entwicklungsprozess für Kühlsysteme, der auf einer Kombination aus ein- (1D) und dreidimensionaler (3D) Strömungssimulation basiert. Er gliedert sich in die folgenden vier Punkte: Erstellung der Layoutkonzepte, Abschätzung von Wärmeströmen und Kühlleistung, 1D-Auslegung und 3D-CFD-Simulation. Das Modell wurde mit relevanten Fahrzeugkomponenten erweitert und in elf Teilmodelle unterteilt, sodass sämtliche Betriebszustände des Fahrzeugs hinsichtlich Kühlung simuliert werden können. Das so gewonnene Gesamtfahrzeugmodell ermöglicht nun die Untersuchung von Thermomanagementmaßnahmen hinsichtlich ihres Energieeinsparpotenzials für alle üblichen Fahrzyklen. Ebenso ist es möglich, den Einsatz von Zuheizsystemen und den Zusammenhang von Heizleistung und Energiebedarf zu untersuchen. Insbesondere eröffnet ein innovatives Thermomanagement signifikante Energieeinsparungspotenziale zur Erfüllung zukünftiger Emissionsvorschriften und Flottenkraftstoffverbräuche. Auf folgende Punkte wird im Beitrag eingegangen: Herausforderung Nutzung der Abwärme; Vergleich des Wärmepotenzials unterschiedlicher Antriebe; nutzbares Abwärmepotenzial im E-Fahrzeug; Komplexität des Gesamtsystems.
Aufgaben beim Thermomanagement von Hybrid- und Elektrofahrzeugen
Automobiltechnische Zeitschrift - ATZ ; 116 , 4 ; 54-59
2014
6 Seiten, 5 Bilder, 1 Tabelle, 3 Quellen
Article (Journal)
German
THERMOMANAGEMENT - Aufgaben beim Thermomanagement von Hybrid- und Elektrofahrzeugen
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