Thermomanagement in elektromotorisch angetriebenen PKW

Anmeldung

Begrüßung und Eröffnung

Anforderungen an das Thermomanagement

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

Bewertung von Thermomanagement Systemen im JahresTemperaturverlauf – Effiziente Kabinenklimatisierung

• Vorstellung einer Methode zur Berechnung eines „Jahresverbrauchs“ 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

Kaffeepause

Erweiterte Möglichkeiten der Kabinenklimatisierung durch körpernahes Heizen und Kühlen 

• Motivation: Warum werden neue Klimatisierungskonzepte benötigt? 
• Realisierungsmöglichkeiten und prototypisch erzielte Energieersparnisse/Reichweitengewinn (Heizen/Kühlen) 
• Herausforderungen zukünftiger Fahrzeugkabinen
• Mögliche konkrete Lösungen

Henry Strobel, Senior Manager E-Mobility/Thermomanagement, Continental Teves AG & Co. OHG, Frankfurt

Thermomanagement für Traktionsenergiespeicher

Prädiktives Elektro-Chemisches Batterie Modell zur Verwendung im virtuellen Wärmemanagement des E-Fahrzeugs 

• Prädiktives Batteriemodell 
• Einbindung des Batteriemodells in ein ThermomanagementModell des E-Fahrzeugs 
• Wechselwirkungen der Subsysteme unter verschiedenen Lastfällen 
• Möglichkeiten zur Optimierung des Gesamtenergiemanagements

Dipl.-Ing. Christian Armbruster, European Operations Manager, Gamma Technologies GmbH, Stuttgart und Co-Autoren Jan Böbel, Peter Stopp, Gamma Technologies GmbH, Germany und Prof. Dr. Chao-Yang Wang, Professor of Materials Science and Engineering, Penn State University, USA

Gemeinsames Mittagessen

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

Wasserkühlung für die Traktionsbatterie eine Stadbusses

• Systemaufbau
• Fahrzeugintegration 
• Ergebnisse aus dem Realversuch

N.N.

Thermomanagement für Ladevorgänge

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

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 Thermodynamik, Technische Universität Braunschweig

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

Kaffeepause

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

Ende des Vortragsprogrammes

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.

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 Berücksichtigung von Randbedingungen wie bspw.  Temperaturgrenzen und –homogenität zur Gewährleistung der elektrischen Funktion 
• Validierung der Kühlungslösung am Prototypen

Marten Trenktrog M.Sc., Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Institut für Kraftfahrzeuge (ika), RWTH Aachen University

IR-Systeme

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 Integrationskonzepte mittels 3D-CFD Simulationen 
• Untersuchung der Behaglichkeit 
• Darstellung der Reduzierung des Heizleistungsbedarfes und der Auswirkungen auf die Reichweite

Dr.-Ing. Rico Baumgart, Christopher Franzke M.Sc.und Co-Autoren Dipl.-Ing. Jörg Aurich und Andreas Meyer, alle IAV GmbH

Kaffeepause

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

Beurteilung und Optimierungsmöglichkeiten der Kabinentemperatur 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 Fahrzeugklimatisierung, 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-Klimatisierung, MAN Truck&Bus AG, München

Luftschleieranlage für elektrisch angetriebene Stadtbusse

• Visualisierung der Strömungsvorgänge und der Temperaturverläufe
• Auslegung der Düsenformen mittels CFD und Entwicklung der Betriebsstrategien 
• Reduzierung des Heiz- und Kälteleistungsbedarfes 
• Darstellung der energetischen Einsparungen und der Reichweitensteigerungen
• Vorstellung des Konstruktions- und Integrationskonzeptes

Dr.-Ing. Rico Baumgart, Florian Ullmann und Co-Autoren Christopher Franzke M.Sc. und Andreas Meyer, alle IAV GmbH

Mittagspause

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

Abschlussdiskussion

Ende der Fachkonferenz