Konferenz

Thermomanagement in elektromotorisch angetriebenen PKW

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Thermomanagement als Retter der Elektromobilität

Die 7. VDI-Fachkonferenz „Thermomanagement in elektromotorisch angetriebenen Pkw“ diskutiert neue Möglichkeiten zur effizienten Innenraumklimatisierung von elektromotorisch angetriebenen Fahrzeugen. Hier werden Innovative Lösungen für Heizer und Kältemaschinen genauso behandelt, wie simulationsbasierte Ansätze und die Einbeziehung des elektrischen Antriebsstranges in die Gesamtbetrachtung.

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Ansatz zur Berücksichtigung der räumlichen Temperaturverteilung in einem Matlab® Fahrgastzellenmodell
Autor: Maximilian Göpel, IAV GmbH

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Reichweitenproblematik: Thermomanagement als Retter der Elektromobilität

Die Innenraumklimatisierung stellt nach dem Antrieb die energieintensivste Anwendung im Fahrzeug dar. Der Hochvoltspeicher im Hybrid- und Elektrofahrzeug ist mit seiner begrenzten Kapazität nur bedingt im Stande, den Fahr- und Klimatisierungsbetrieb abzudecken. Die bislang geringe Kapazität der Traktionsbatterien soll vornehmlich zum Fahren und nicht zum Kühlen oder Heizen genutzt werden. Durch den hohen Energiebedarf der Innenraumklimatisierung kann sich der maximalen Aktionsradius eines Fahrzeugs teilweise um bis zu 50 % vermindern. Vor allem die Zuliefererindustrie hat auf dieses Problem reagiert und bietet innovative Lösungen für ein effizienteres Thermomanagement an. Die Konferenz „Thermomanagement in elektromotorisch angetriebenen Pkw“ stellt diese Lösungen vor und diskutiert deren praktische Anwendung in BEV und HEV.

Im Fokus stehen dabei die effiziente Klimatisierung von Hybrid- und Elektrofahrzeugen und die dadurch mögliche Reichweitensteigerung. Ebenfalls thematisiert wird der elektrische Antriebsstrang, also HV-Speicher, E-Maschinen und Leistungselektronik, und das daran anknüpfende Wärmemanagement. Zudem gehen mehrere Vorträge auf die Potenziale zur intelligenten Analyse und Vorhersage von Fahrstrecken ein.

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Programmablauf der Konferenz

Dienstag 20.November

09:00	Anmeldung
09:30	Begrüßung und Eröffnung
	Anforderungen an das Thermomanagement
09:40	Herausforderung im Thermischen Management und Lösungen für die nächste Generation von Elektrofahrzeugen Elektrofahrzeugmarkt – 3 Segmente mit spezifischen Antriebsstrang und thermischen Systemen Bedürfnisse: ultra-schnelle Ladung; maximaler Komfort und Reichweite; größere, sicherere und effizientere Batterien Herausforderungen: Komplexität und Kosten; Geräusch;Vereisung der Wärmepumpe; ultra-flache Kühler Valeo’s Roadmap für Lösungen Dipl.-Ing. Rainer Paduch, R&D Direktor Thermische Systeme Nordeuropa, Valeo Klimasysteme GmbH, Bad Rodach
10:20	Bewertung von Thermomanagement Systemen im Jahres-Temperaturverlauf – Effiziente Kabinenklimatisierung Vorstellung einer Methode zur Berechnung eines „Jahres-verbrauchs“ aus transienten Simulationsmodellen Berücksichtigung von Klima-Charts für Einsatzorte Bewertung des Nutzens einzelner Systeme hinsichtlich Energieverbrauch Joshua Poehl, Senior Engineer Thermal Simulation, und Co-Autor Christian Rathberger, beide Magna Powertrain, Engineering Center Steyr GmbH & Co KG, Österreich
11:00	Kaffeepause
11:30	Erweiterte Möglichkeiten der Kabinenklimatisierung durch körpernahes Heizen und Kühlen Motivation: Warum werden neue Klimatisierungskonzepte benötigt? Realisierungsmöglichkeiten und prototypisch erzielte Energie-ersparnisse/Reichweitengewinn (Heizen/Kühlen) Herausforderungen zukünftiger Fahrzeugkabinen Mögliche konkrete Lösungen Henry Strobel, Senior Manager E-Mobility/Thermomanagement, Continental Teves AG & Co. OHG, Frankfurt und Dr. Thorsten Neumann, Head of R&D Base Development, Benecke Hornschuch Surface Group, Weißbach
12:50	Gemeinsames Mittagessen
14:00	Li-Ionen Batterie Thermomanagement: Einfluß auf Alterung, Leistung und Sicherheit Elektrifizierung in der Daimler AG Temperatureinflüsse auf Lithium Ionen Zellen Ableitungen auf Fahrzeug Thermomanagement Konzepte Aktuelle Entwicklungstrends Ausblick Dipl.-Ing. Alfred Jeckel, Systementwicklung HEV Batterie, Daimler AG, Sindelfingen
14:40	Wasserkühlung für die Traktionsbatterie eine Stadbusses Systemaufbau Fahrzeugintegration Ergebnisse aus dem Realversuch N.N.
	Thermomanagement für Ladevorgänge
15:20	Thermal management concepts for high power charging of Li-ion batteries Anforderungen durch Schnellladevorgänge Vergleich von Thermomanagement-Konzepten Kühlkreisläufe im Fahrzeug André Loges, Lead Engineer, und Co-Autoren Dr. Thomas Kalmbach, Entwicklungsingenieur, und Joachim Treier, Leiter Battery Systems, alle Mahle International GmbH, Stuttgart
16:00	Optimierung von Ladevorgängen elektrifizierter Fahrzeuge unter Thermomanagement-Gesichtspunkten Stand der Technik von Thermomanagement-Maßnahmen in Stand- und Ladephasen Abwärmenutzung beim Laden zur Innenraum-Konditionierung Abwärmenutzung beim Laden zur HV-Batterie Konditionierung Ole Roesky, Projektingenieur, TLK-Thermo GmbH, Braunschweig und Co-Autoren Linda Geva, Projektingenieurin, TLK-Thermo GmbH, Braunschweig und Dr.-Ing. Wilhelm Tegethoff, Institut für Thermo-dynamik, Technische Universität Braunschweig
16:40	Autarke Batterietemperierung zur Schnellladung von elektrischen Zweirädern Stand der Technik im Bereich Batterietemperierung (Kühlsysteme und thermische Schnittstellen) Vorteile der autarken Batterietemperierung Das Projekt ZEC-Bike Simulation einer thermischen Schnittstelle Bastian Mayer, Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Institut für Fahrzeugkonzepte, Stuttgart
17:20	Kaffeepause
17:50	World Café: Herausforderungen im Thermomanagement Diskutieren Sie als Teilnehmer in kleinen Gruppen über mögliche Strategien und profitieren Sie von gemeinsamen Erkenntnissen zu folgenden Themen: Klimatisierung des Fahrgastraums Thermomanagement für den elektrischen Antriebsstrang Fahrstrategien, Simulation und Vernetzung
19:00	Ende des Vortragsprogrammes
19:30	Get-together Zum Ausklang des ersten Veranstaltungstages lädt Sie das VDI Wissensforum zu einem Get-together ein. Nutzen Sie die entspannte Atmosphäre, um Ihr Netzwerk zu erweitern und mit anderen Teilnehmern und Referenten vertiefende Gespräche zu führen.

Mittwoch 21. November

09:00	Maßgeschneiderte Kühlung elektrischer Umrichter in BEVs Bestimmung der Verlustleistungen und Kühlbedarfe im Entwicklungsstadium der elektrischen Komponenten Bestimmung und Auslegung einer maßgeschneiderten Kühlungslösung für die ermittelten Randbedingungen, insb. Simulative Auslegung der Strömungsführung unter Berück-sichtigung von Randbedingungen wie bspw. Temperaturgrenzen und –homogenität zur Gewährleistung der elektrischen Funktion Validierung der Kühlungslösung am Prototypen Marten Trenktrog M.Sc., Thermomanagement, Institut für Kraftfahrzeuge RWTH Aachen University
	IR-Systeme
09:40	Reflektionsbasiertes IR-Heizkonzept für Elektrofahrzeuge Reflektion von IR-Strahlung an den Scheiben zu den Passagieren Reduzierung des Heizleistungsbedarfes und Beschleunigung des Defrost- und Defogprozesses Untersuchung und Bewertung verschiedener Integrations-konzepte mittels 3D-CFD Simulationen Untersuchung der Behaglichkeit Darstellung der Reduzierung des Heizleistungsbedarfes und der Auswirkungen auf die Reichweite Christopher Franzke M.Sc. und Co-Autoren Dr.-Ing. Rico Baumgart, Dipl.-Ing. Jörg Aurich und Andreas Meyer, alle IAV GmbH
10:20	Kaffeepause
10:50	Surf&Curve - Potentiale der Infrarotsensor-basierten Fahrerüberwachung Überwachung des Fahrzeuginnenraums mittels Fern-IR-Sensoren zur Steigerung von Komfort und Sicherheit Komfortabschätzung durch Auswertung der Temperatur von Insasse, Innenraum und Umgebung Verknüpfung von objektiven Messdaten mit vorab erhobenen, statistisch belastbaren subjektiven Empfindungen des thermischen Komforts Ableitung eines physiologischen Zustands durch Bestimmung von Vitalparametern Einbettung der IR Sensorik in ein neuartiges Innenraumkonzept zur Fahrer-Fahrzeug Interaktion Alexander Kirmas M.Sc., Wissenschftlicher Mitarbeiter, fka Forschungsgesellschaft Kraftfahrwesen mbh, Aachen und Dipl.-Ing. Stefan Böshagen, Projektingenieur, BCS Automotive Interface Solutions, Radolfzell und Co-Autor Christoph Weiss M.Sc., Entwicklungsingenieur, LifeTAix GmbH, Aachen
	Belüftungskonzepte
11:30	Beurteilung und Optimierungsmöglichkeiten der Kabinen-temperatur und Insassenbehaglichkeit durch Messungen mit IR-Kameras Nicht punktuelle, sondern ganzheitliche Messung und Beurteilung der Kabinentemperatur Beurteilung der Behaglichkeit der einzelnen Insassen • Optimierung der zonalen Kabinentemperatur und individuellen Insassenbehaglichkeit Hierdurch auch die energetische Optimierung der Fahrzeug-klimatisierung, u.a. von BEVs Dr.-Ing. Kemal-Edip Yildirim, HVAC-Innovations & Thermal Management, Expert, MAN Truck&Bus AG, München und Co-Autor Dipl-Ing. Ingo Gores, Cabin Air Comfort/Ventilation Efficiency Expert, AIRBUS, Hamburg und Ayse Ercan B. Eng., Bus-Klima-tisierung, MAN Truck&Bus AG, München
12:10	Luftschleieranlage für elektrisch angetriebene Stadtbusse Visualisierung der Strömungsvorgänge und der Temperatur-verläufe Auslegung der Düsenformen mittels CFD und Entwicklung der Betriebsstrategien Reduzierung des Heiz- und Kälteleistungsbedarfes Darstellung der energetischen Einsparungen und der Reich-weitensteigerungen Vorstellung des Konstruktions- und Integrationskonzeptes Florian Ullmann und Co-Autoren Dr.-Ing. Rico Baumgart,Christopher Franzke M.Sc. und Andreas Meyer, alle IAV GmbH
12:50	Mittagspause
13:50	Dynamik neuer Belüftungssysteme in einer generischen Fahrzeugkabine und deren Einfluss auf den thermischen Komfort und die Energieeffizienz Alternative Belüftungskonzepte Thermischer Komfort Energieeffizienz Dynamisches Verhalten Messmittel thermisches Menschmodell Dr. rer. nat. Andreas Westhoff, wissenschaftlicher Mitarbeiter, und Co-Autoren Tobias Dehne M.Eng., technischer Mitarbeiter, und Pascal Lange M.Eng., wissenschaftlicher Mitarbeiter, alle Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Göttingen
14:30	Komponenten für das Thermomanagement von Batterie-Systemen – verlässlich im Normalbetrieb / sicher im Schadensfall Herausforderungen des Thermomanagements von Elektrofahrzeugen in der Gegenwart und in Zukunft Notwendigkeit für verlässliche Komponenten Integration zusätzlicher Funktionalitäten – Notwendigkeit für innovative Komponenten Thermomanagement im Störfall - Sicherheitsaspekte Dr. rer. nat. Peter Kritzer, Senior Application Manager, Freudenberg Sealing Technologies GmbH & Co. KG, Weinheim
15:10	Abschlussdiskussion
15:25	Ende der Fachkonferenz

An wen wendet sich die Konferenz?

Die Konferenz „Thermomanagement in elektromotorisch angetriebenen Pkw“ richtet sich Fach- und Führungskräfte von:

OEMs
Forschungseinrichtungen
Automobilzulieferern

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