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 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

Kaffeepause

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

Thermomanagement für Traktionsenergiespeicher

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

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

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

Gemeinsames Mittagsessen

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., Thermomanagement, Institut für Kraftfahrzeuge RWTH Aachen University

CO2-Wärmepumpe für Elektro-Stadtbusse mit Bereitstellung von Kühlwasser zur Batteriekühlung

• Systemaufbau 1. Generation und 2. Generation
• Vorteile des neuen Konzeptes
• Erfahrungen aus Feldtests
• Sommer- und Wintererprobung
• Ausblick auf Serienanlauf und zukünftige Optionen

Dr.-Ing. Dipl.-Witsch.-Ing. Michael Sonnekalb, Leiter Forschung und Entwicklung, Konvekta, Schwalmstadt

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 Thermo-dynamik, 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.

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

Dipl.-Ing. Alfred Jeckel, Systementwicklung HEV Batterie, Daimler AG, Sindelfingen

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 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

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 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

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

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

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

Abschlussdiskussion

Ende der Fachkonferenz