Dass in der Krise immer auch eine Chance liegt, zeigt deutlich das Beispiel des Automobilzulieferers Behr. Kleinere, aber nicht leistungsschwächere Motoren und die Hybridtechnologie erfordern komplexere Kühl- und Heizsysteme.
„Trotz der Krise werden wir weiter investieren“, sagt Dr. Markus Flik, Vorsitzender der Geschäftsführung bei der Behr GmbH & Co. KG. Nicht ohne Grund, denn der Stuttgarter Automobilzulieferer beschäftigt sich schon seit einiger Zeit mit dem Thermomanagement von Hybridfahrzeugen, insbesondere der Batteriekühlung. „Die ersten Serienaufträge liegen vor und unser Ziel ist es, auch bei der kommenden zweiten Generation von Hybridfahrzeugen vorne mit dabei zu sein.“ Dies sei ein Weg, den CO2-Ausstoß der Fahrzeuge zu senken.
Neben der Hybridtechnologie – also der Kombination von Verbrennungs- und Elektromotor – stelle aber die Weiterentwicklung des Verbrennungsmotors den bislang größten Hebel zur Senkung des Flottenverbrauchs dar, so Flik weiter. Dabei werde das ‚Downsizing’, also der Trend hin zu kleineren Fahrzeugen und Motoren, eine entscheidende Rolle spielen. „Der Kraftstoffverbrauch sinkt ohne gravierenden Verlust an Fahrfreude, wenn hubraumärmere Motoren aufgeladen werden.“ Hier könne man die Automobilhersteller mit indirekten Ladeluftkühlern unterstützen. Indirekt heißt, dass diese über separate Niedertemperatur-Kreisläufe gekühlt werden und sich deswegen im Gegensatz zu luftgekühlten Varianten direkt am Motor anordnen lassen – was Bauraum spart und den resultierenden Ladedruck erhöht. Parallel zu diesem für die Stuttgarter positiven Downsizing werden größere Fahrzeugklassen ohne die Hybridtechnologie aber die strengeren CO2-Grenzen nicht einhalten können. Die hohe Energiedichte und der hohe Ladewirkungsgrad sprächen hier für die Li-Ionen-Batterie als den Energiespeicher der Zukunft, erläutert der Behr-Chef. „Diese Hochleistungsbatterien benötigen aber eine Temperaturregelung mit aktiver Kühlung.“ Denn die Li-Ionen-Zellen sind temperatursensibel, mehr als 40 °C im Zellkern lassen sie beschleunigt altern. Keine einfache Aufgabe, sorgen doch Pulsbelastungen – insbesondere beim Bremsen und Beschleunigen – dafür, dass hohe elektrische Ströme fließen, was die Temperatur steigen lässt.
„Da wir insbesondere bei hohen Außentemperaturen an die Grenzen der klassischen Motorkühlung stoßen, muss die Kühlung der Li-Ionen-Batterien deshalb an das Klimasystem des Fahrzeugs angebunden werden“, betont Markus Flik. Zusammen mit der benachbarten Daimler AG hat man bereits solch ein System entwickelt, das in Kürze mit dem S400 BlueHybrid auf den Markt kommt. Eine Kühlplatte aus Aluminium steht hier in thermischem Kontakt zu den Zellen der Batterie, und in ihren Kanälen verdampft Kältemittel – eingebunden in den Klimakreislauf des Fahrzeugs. Exemplarisch zeigt dies auch, dass zukünftige Thermomanagementsysteme aufgrund ihrer Komplexität eine enge Zusammenarbeit zwischen Fahrzeughersteller und Systemlieferant erfordern. „Die Kühlung der Li-Ionen-Batterie lässt sich nur interdisziplinär lösen“, erläutert Flik. „Sie vereint das Know-how der klassischen Motorkühlung mit Aufgaben der Fahrzeugklimatisierung.“ Und ohne das Verständnis der elektrochemischen Vorgänge in der Zelle ließe sich auch das Kühlkonzept nicht anpassen.
Interessanterweise bieten sich den Stuttgartern im Zusammenhang mit Hybridfahrzeugen auch beim Heizen Chancen. Da Verbrennungsmotoren nur etwa ein Drittel der Kraftstoffenergie für den Antrieb nutzen, fällt ausreichend Abwärme an. Die Hybridtechnologie macht den Antriebsstrang aber effizienter, die Abwärmeströme nehmen ab. „Da gleichzeitig die Anforderungen an den Warmlauf des Verbrennungsmotors und den Innenraumkomfort nicht abnehmen, müssen wir sorgfältiger mit der Abwärme umgehen“, so Flik abschließend. Dies sei vergleichbar mit der effizienteren Nutzung von Wärmeenergie in Gebäuden. Ideen und Arbeit werden den Stuttgartern also in naher Zukunft nicht ausgehen.
Michael Corban Fachjournalist in Nufringen
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