Thermomanagement in elektromotorisch angetriebenen PKW

Registrierung

Begrüßung und Eröffnung

Anforderungen an das Thermomanagement

Zukünftige e-Mobilität und der Wandel der Systemanforderungen – Wechselwirkungen zwischen Batterie und Thermomanagement

• Elektromobilität und Nutzungsprofile
• Einfluss thermische Systeme und Topologie
• X-Domain, Energieverbrauch

Dr. Lothar Schindele, Referent E-Mobilität, Powertrain and eMobility Systems; Co-Autoren: Dr. Norbert Müller, Dr. David Schütz, alle Robert Bosch GmbH, Renningen

Firmenübergreifende Simulationsumgebungen für Thermomanagement - Nutzen und Potentiale

• Vorstellung des EU-Projektes „HiFi Elements“
• Grundsätzliche Überlegungen zu großen gekoppelten Simulationsumgebungen mit mehreren unterschiedlichen Werkzeugen
• Erfahrungen im Projekt und erste Simulationsergebnisse

Dr. Christoph Stroh, Manager Software Methods, Magna Powertrain, Engineering Centre Steyr GmbH&Co KG, St. Valentin, Österreich

Kaffeepause

Analyse des weltweiten Energiebedarfs zum Heizen und Kühlen von Elektrofahrzeugen

• CO2-Wärmepumpe und thermisches Gesamtfahrzeugmodell
• Methode zur Abbildung des regionalen Klimas
• Vergleich des Energiebedarfs von HVAC-Systemen in verschiedenen Regionen
• GREEN-MAC-LCCP

Dr.-Ing. Malte Westerloh, Methodenentwickler für virtuelle Absicherung und prototypenfreie Entwicklung, Volkswagen AG, Wolfsburg

Traktionsenergiespeicher: Von der Serie bis zur Forschung

Entwurf und Integration von Thermomanagement für Li-Ionen-Batterien im elektrischen Antriebsstrang

• Bedeutung von thermischem Management für Li-Ionen-Batterien
• Spezifikation, Batterie-Anforderungen, Fahrzeugschnittstellen
• Konzeptauswahl und Festlegung
• Schritte in der Serienentwicklung und Ausblick

Alfred Jeckel, Systementwicklung HEV Batterie, Daimler AG, Sindelfingen

Gemeinsames Mittagessen

Entwicklung von Festelektrolyten im Kompetenzcluster FestBatt

• Forschungsstand Festkörperbatterien und Entwicklung von Festelektrolyten im Kompetenzcluster FestBatt
• Fokus: Skalierung der Synthese, Verarbeitung und Evaluation
• Grenzflächen zwischen Festelektrolyt und Aktivmaterial für den Lithiumionentransfer
• Stabile Grenzflächen durch Schutzschichten als Lösungsansatz

Dr. Felix H. Richter, Koordinator FestBatt, Zentrum für Materialforschung; Co-Autor: Prof. Dr. Jürgen Janek, Physikalisch-Chemisches Institut, Justus-Liebig-Universität Gießen

Traktionsenergiespeicher: Kühlung und Schnellladen

Batteriekühlung auf Basis von Kältemitteldirektverdampfung – Potentiale, Herausforderungen und Konzepte

• Vergleich Batteriekühlung auf Basis von Wasser und Kältemitteldirektverdampfung
• Bewertung Zelltemperaturen sowie Temperaturverteilung innerhalb des Batteriesystems
• Schnellladen

M.Sc. Christopher Franzke, Entwicklungsingenieur; Co-Autoren: Dr.-Ing. Rico Baumgart, Team Manager; M.Sc. Manoj Kumar Suresh, Concepts & Validation, IAV GmbH, Chemnitz

Herausforderungen an das Thermomanagement von Batteriesystemen - Lösungsansätze auf Komponentenebene

• Aktuelle Lösungen für das Batteriethermomanagement
• Supercharging aus Sicht eines Dichtungsherstellers
• Zuverlässigkeit und Sicherheitsaspekte

Dr. rer. nat. Peter Kritzer, Senior Application Manager, Freudenberg Sealing Technologies GmbH & Co KG, Weinheim

Next Generation Module for Ultra Fast Charging

• 400 km Reichweite in 15 min laden
• Teil des Forschungsprojekt D-SEe (Durchgängiges Schnellladekonzept für Elektrofahrzeuge)
• Simulative Evaluierung Kühlkonzepte und deren Optimierung
• Experimentelle Validierung über Prototyp-Module

Pascal Hermann, Leiter Simulation; Co-Autoren: Chunxi Zhang, Simulationsingenieur, hofer powertrain, Nürtingen; Prof. Dr.-Ing. Kai André Böhm, Hochschule Esslingen, Esslingen

Kaffeepause to Go

Abfahrt zur Besichtigung

Exklusive Fachführung durch das Batterie-Prüfzentrum der Firma Bertrandt, Ehningen

Das Batterie-Prüfzentrum wurde im Mai 2019 als eines der größten Hochvoltprüfzentren in Deutschland eröffnet. Getestet werden sowohl Hybridbatterien als auch Batterien für rein elektrische Fahrzeuge unter verschiedensten Klima- und Lastbedingungen. Hinzu kommt die Konstruktion von Batteriegehäusen sowie die Integration und Entwicklung von Batteriemanagementsystemen und der gesamten Elektronik.

Führung durch Moritz Knebel, Manager High Voltage Test Center, Bertrandt Technikum GmbH, Ehningen (45 Min.)

Vortrag: Effizientes Thermomanagement elektrifizierter Fahrzeuge durch Simulation

Dr. rer. nat. Holger Müller, Geschäftsführer, und Felix Kunert, Teamleiter CFD/Thermomanagement, Bertrandt Simulations GmbH, Ehningen (45 Min.) Rückfahrt gegen 19 Uhr

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.

World Café: Herausforderungen im Thermomanagement

Diskutieren Sie in kleinen Gruppen über mögliche Strategien und Lösungen zu den folgenden Themen (im Wechsel à 20 Min.):

• Innenraumklimatisierung: Probleme und Möglichkeiten
• Schnellladeleistung: Anforderung an das Thermomanagement
• Thermische Lösungen in Leistungselektronik und E-Maschine

Thermoarchitekturen: Entwicklung und Simulation

Energieeffiziente und kompakte Heiz- und Kühlkonzepte für Kleinund Kleinstfahrzeuge

• Zunahme elektrisch betriebener Klein- und Kleinstfahrzeuge
• Vollwertiges Heiz- und Kühlsystem für ganzjährige Nutzbarkeit
• Klimatisierungskonzepte für stark begrenzte Batteriekapazität und limitierten Bauraum
• Anforderungen, Konzepte und Ausführungsmöglichkeiten sowie Darstellung des Einflusses auf die Reichweite

Dipl.-Ing. Jörg Aurich und Co-Autor: Dr.-Ing. Rico Baumgart, beide IAV GmbH, Chemnitz

Flexible, skalierbare Thermoarchitekturen zur Reichweitenerhöhung im Winter

• Potentiale einer Sekundärkreisarchitektur
• Elekrothermische Rekuperation und notwendige Bauelemente
• Simulation der Energieersparnisse und des Reichweitengewinns

Henry Strobel, Head of CoC Thermomanagement und Egor Sawazki, Projektleiter Elektromobiltät, Continental AG, CPT Group, Regensburg

Kaffeepause

Regelungskonzept zur Fahrzeugkabinenklimatisierung unter Einbindung eines insassennahen Flächenheizsystems

• Ganzheitlicher Ansatz und Regelungskonzept zur Effizienzverbesserung und Komfortsteigerung in Fahrzeugen
• Insassennahe Flächenheizung – Simulation, Potentialanalyse und Konzeptableitung
• Prototypische Umsetzung, experimentelle Untersuchung und Ergebnisdiskussion
• Subjektive Bewertung des thermischen Komforts von Flächenheizsystemen in Fahrzeugkabinen

Dipl.-Ing. (FH) Maximilian Klein, Entwicklungsingenieur Klimasysteme, Ford-Werke GmbH, Köln und Dipl-Ing. Thomas Hirn, Wiss. Mitarbeiter Thermomanagement, Institut für Kraftfahrzeuge (ika) und Dipl.-Ing. Kai Rewitz, Teamleiter Nutzverhalten und Komfort; Co-Autoren: Univ.-Prof. Dirk Müller, Lehrstuhl für Gebäude- und Raumklimatechnik, E.ON Energieforschungszentrum; Univ.-Prof. Lutz Eckstein, alle RWTH Aachen

Modellprädiktive Klimaregelung mit LSTM-Netzen (Long ShortTerm Memory)

• Prädiktion thermischer Einflussgrößen mittels maschinellen Lernens
• Abbildung thermischer Modelle des Klimatisierungssystems mit tiefen rekurrenten neuronalen Netzen
• Entwicklung einer auf Deep-Learning basierten modellprädiktiven Klimaregelung

Dipl.-Wirtsch.-Ing. Sebastian Lempp, Thermische Simulation Gesamtfahrzeug; Co-Autoren: Dr.-Ing. Wilhelm Tegethoff, Geschäftsführer, beide TLK-Thermo GmbH, Braunschweig; Dipl.-Ing. Peter Engel, Wissenschaftlicher Mitarbeiter, TU Clausthal - Institute for Software and Systems Engineering, Goslar

Gemeinsames Mittagessen

Komponentenoptimierung für Heiz-/Kühlkreisläufe

Thermoelektrischer Heizkörper

• Notwendigkeit für effiziente Heiztechnologien
• Thermoelektrik: Kompakt und effizient
• Aufbau und Funktionsprinzip thermoelektrischer Heizkörper
• Umsetzung und Vermessung

Dr. Christian Schulze, Projektleitung Corporate Advanced Engineering Thermal Management, Mahle International GmbH, Stuttgart

Optimierte Einbindung eines schnell verfügbaren HV Heizers im Elektrofahrzeug

• Analyse von Fahrdaten aus Realfahrten bezüglich des theoretischen Potentials der elektrothermischen Rekuperation
• Prüfstandsversuche zur Abschätzung der Rekuperationkennlinie in Abhängigkeit von Batterietemperatur und Ladezustand
• Simulative Umsetzung einer Betriebsstrategie zur elektrothermischen Rekuperation
• Evaluation des Reichweitenvorteils

Matthias Steinsträter, M.Sc., Wissenschaftlicher Mitarbeiter, TU München, Lehrstuhl für Fahrzeugtechnik, Garching bei München und Co-Autor: Tino Jungbauer, Product Manager, Webasto Thermo & Comfort, Gilching

A/C-APU – Ein wasserstoffbasiertes Klimaaggregat zur Reichweitenerhöhung von Brennstoffzellenfahrzeugen

• Herausforderungen in Thermomanagement und Kabinenklimatisierung von Brennstoffzellenfahrzeugen
• Funktionsweise Klimaaggregat basierend auf Metallhydriden
• Einfluss von Temperatur und Brennstoffzellenleistung auf die Performance
• Fahrzeugintegration und mögliche Use-Cases

Robert Hegner, wissenschaftlicher Mitarbeiter und Co-Autor: Prof. Horst E. Friedrich, Institutsleitung, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Institut für Fahrzeugkonzepte (FK), Stuttgart

Ergebnisse des World Cafés

Abschlussdiskussion

Ende der Veranstaltung