{"id":39886,"date":"2024-06-17T17:43:53","date_gmt":"2024-06-17T15:43:53","guid":{"rendered":"https:\/\/www.ufifilters.com\/?p=39886"},"modified":"2024-06-17T17:43:53","modified_gmt":"2024-06-17T15:43:53","slug":"die-waermepumpe-die-ideale-loesung-fuer-elektrofahrzeuge","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ufifilters.com\/de\/news-de\/die-waermepumpe-die-ideale-loesung-fuer-elektrofahrzeuge\/","title":{"rendered":"Die W\u00e4rmepumpe, die ideale L\u00f6sung f\u00fcr Elektrofahrzeuge"},"content":{"rendered":"

Die Beheizung des Fahrgastraums und die Steuerung der Temperatur der Batterien mit einer W\u00e4rmepumpe erhalten die Reichweite von Elektromotoren<\/strong><\/h2>\n

Die Gew\u00e4hrleistung einer angenehmen Temperatur im Fahrgastraum, auch bei kalter Witterung, ist l\u00e4ngst kein Problem mehr. Die in Autos eingebauten Verbrennungsmotoren verlieren aufgrund ihres geringen Wirkungsgrads (25-40 %) bei der Energieumwandlung etwa 60 % ihrer Energie in Form von Abw\u00e4rme, die an die Umwelt abgegeben wird. Im Winter kann ein Teil dieser W\u00e4rme durch das HVAC-System <\/strong>(Heating, Ventilation & Air Conditioning) genutzt werden, um eine angemessene Temperatur im Fahrgastraum zu gew\u00e4hrleisten. Im Einzelnen wird die W\u00e4rme, die dem Verbrennungsmotor durch das K\u00fchlmittel entzogen wird, \u00fcber den Wasser-Luft-K\u00fchler des HVAC-Systems an den Innenraum abgegeben.<\/p>\n

Bei Elektrofahrzeugen ist dies nicht der Fall, da sie von Natur aus viel effizienter sind als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor (der Wirkungsgrad eines Elektromotors liegt bei 80-90 %), so dass sie viel weniger W\u00e4rme erzeugen. Eine L\u00f6sung, um eine angenehme Temperatur zu erreichen, ist die Verwendung einer PTC-Heizung <\/strong>(Positive Temperature Coefficient), die elektrische Energie \u00fcber einen Widerstand in W\u00e4rme umwandelt. Bei sehr kalter Witterung kann dieses Ger\u00e4t jedoch eine betr\u00e4chtliche Menge an Energie absorbieren, die der Antriebsbatterie des Fahrzeugs entzogen wird, was sich negativ auf die Reichweite auswirkt.<\/p>\n

H\u00e4ufig wird angenommen, dass die Verringerung der Reichweite bei niedrigen Temperaturen auf eine geringere Batterieleistung zur\u00fcckzuf\u00fchren ist. Obwohl Lithium-Ionen-Batterien bei extremen Temperaturen nicht optimal arbeiten, wirkt sich dies viel weniger auf die Reichweite aus als die Belastung durch Zusatzfunktionen wie die PTC-Heizung. Dar\u00fcber hinaus haben die Automobilhersteller W\u00e4rmemanagementsysteme f\u00fcr die Batterien entwickelt, um sie in einem optimalen Temperaturbereich zu halten, was die Leistungsminderung weiter einschr\u00e4nkt.<\/p>\n

\"\"Prozentualer Unterschied zwischen der tats\u00e4chlichen Reichweite eines Elektrofahrzeugs und der Nennreichweite in Abh\u00e4ngigkeit von der Temperatur, basierend auf der EPA-Messmethodik <\/em><\/p>\n

Quelle: Geotab (www.geotab.com)<\/em><\/p>\n

Im Allgemeinen nimmt die Reichweite eines Elektrofahrzeugs ab, wenn sich die Au\u00dfentemperatur von 20-23\u00b0 C entfernt, und sinkt deutlich, wenn sie unter 0\u00b0 C f\u00e4llt.<\/p>\n

Ein wichtiger Aspekt bei der Auswirkung kalter Witterungsbedingungen auf die Verringerung der Reichweite ist die Art der Fahrzeugnutzung (Dauerbetrieb oder Stop-and-Go), bei der die PTC-Heizung mehr Energie zur Beheizung des Fahrgastraums verbrauchen kann, was zu einer Verringerung der zul\u00e4ssigen Reichweite um bis zu 50 % f\u00fchren kann.<\/p>\n

Nachfolgend finden Sie die Ergebnisse der Reichweitenreduzierung bei 0\u00b0 C aus Daten, die bei einer Stichprobe von 10.000 Elektrofahrzeugen in den USA erhoben wurden. Die Studie wurde von Recurrent Auto durchgef\u00fchrt, einer US-amerikanischen Plattform, die sich darauf spezialisiert hat, H\u00e4ndlern und Verbrauchern Informationen und Analysen zu Batterien f\u00fcr Elektrofahrzeuge zur Verf\u00fcgung zu stellen.<\/p>\n

\"\"<\/strong><\/h2>\n

Die W\u00e4rmepumpe<\/strong><\/h2>\n

Eine immer beliebtere L\u00f6sung zur Verringerung des Energiebedarfs f\u00fcr die Beheizung des Fahrgastraums im Vergleich zu PTC-Heizungen ist ein W\u00e4rmepumpen-W\u00e4rmemanagementsystem<\/strong>. Dieses Ger\u00e4t findet aus Umweltgr\u00fcnden immer mehr Verbreitung in h\u00e4uslichen Heizungsanlagen, ist aber auch im Automobilbereich von Bedeutung.<\/p>\n

Dabei handelt es sich um ein System, das mit Hilfe eines K\u00fchlkreislaufs in umgekehrter Richtung zur K\u00fchlung (wie bei Klimaanlagen) W\u00e4rme aus einer hei\u00dfen Quelle aufnimmt und dorthin \u00fcbertr\u00e4gt, wo sie ben\u00f6tigt wird. In einem Elektroauto wird nicht nur die in der \u00e4u\u00dferen Umgebung vorhandene W\u00e4rmeenergie auch bei niedrigen Temperaturen genutzt, sondern die W\u00e4rme wird auch in Komponenten wie dem Elektromotor, dem Getriebe, dem Wechselrichter, der Batterie und dem Ladeger\u00e4t entwickelt.<\/p>\n

Die W\u00e4rmepumpe nutzt diese Energie, um den Fahrgastraum oder andere Komponenten (z. B. die Batterie) zu beheizen, und verbraucht dabei viel weniger Energie als Ger\u00e4te wie PTC-Heizer. Dies kommt der Reichweite der Fahrzeugbatterie zugute, die sich um 10 bis 25 Prozent erh\u00f6ht.<\/p>\n

In der hier vorgestellten Recurrent-Auto-Studie werden die Temperaturen in Grad Fahrenheit (32\u00b0 F entspricht 0\u00b0 C, 14\u00b0 F entspricht -10\u00b0 C) und die Entfernung in Meilen (eine Stra\u00dfenmeile entspricht 1,6 km) angegeben.<\/p>\n

\"\"Ein integriertes W\u00e4rmemanagement mit einer W\u00e4rmepumpe besteht aus mehreren Elementen. Sie besteht aus zwei W\u00e4rmetauschern, den sogenannten Chillern <\/strong>und Kondensatoren<\/strong>, einem Kompressor <\/strong>und einem Ventil f\u00fcr das K\u00fchlmittel<\/strong>, deren Aufgabe es ist, die (hei\u00dfen und kalten) Str\u00f6me je nach Bedarf zu den Verbrauchern des Fahrzeugs zu leiten, das sie versorgen.<\/p>\n

Im Kaltwassersatz<\/strong>, der ein „Verdampfer“ mit einem Expansionsventil ist, findet ein W\u00e4rmeaustausch zwischen zwei Fl\u00fcssigkeiten statt: Seine Aufgabe ist es, dem K\u00fchlmittel (bestehend aus Wasser und Glykol) W\u00e4rme zu entziehen, indem das K\u00e4ltemittel von der fl\u00fcssigen in die gasf\u00f6rmige Phase \u00fcbergeht. Im Kompressor wird das K\u00e4ltemittel in gasf\u00f6rmigem Zustand komprimiert und erh\u00f6ht seine Temperatur. Anschlie\u00dfend wird das K\u00e4ltemittel in den fl\u00fcssigkeitsgek\u00fchlten Verfl\u00fcssiger <\/strong>geleitet, wo es unter Abgabe von W\u00e4rme an das K\u00fchlmittel wieder in den fl\u00fcssigen Zustand \u00fcbergeht. Die so gewonnene W\u00e4rmeenergie wird zur Erw\u00e4rmung der von au\u00dfen kommenden und in den Fahrgastraum geleiteten Luft genutzt. Das K\u00fchlmittel flie\u00dft dann zur\u00fcck in den K\u00fchler und der Zyklus wiederholt sich.<\/p>\n

Integriertes W\u00e4rmemanagementsystem (ITMS)<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

\"\"Zwei Beispiele f\u00fcr W\u00e4rmemanagementeinheiten von UFI Filters, die in die W\u00e4rmepumpe integriert sind.<\/p>\n

Kontrollierte Temperaturen<\/strong><\/h2>\n

Die Aufgabe der W\u00e4rmepumpe beschr\u00e4nkt sich jedoch nicht auf die Bereitstellung von Warmluft f\u00fcr den Fahrgastraum. Sie spielt auch eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der optimalen Betriebstemperatur der Batterie, die bei den heutigen Lithium-Ionen-Batterien mit fl\u00fcssigem Elektrolyt zwischen 15 und 30\u00b0 C liegt. Das von der W\u00e4rmepumpe verwaltete K\u00fchlmittel wird je nach Bedarf zum Heizen oder K\u00fchlen der Batterie verwendet.<\/p>\n

Es ist wichtig zu betonen, dass die W\u00e4rmepumpe auch in Zukunft eine wichtige Rolle spielen wird, wenn sich andere Batterietypen als die derzeitigen durchsetzen werden, wie z. B. Festk\u00f6rperbatterien, die eine gr\u00f6\u00dfere Autonomie und k\u00fcrzere Ladezeiten bieten. Bei diesem Batterietyp, der heute in einigen Automobilanwendungen eingesetzt wird, ist der Elektrolyt zwischen Anode und Kathode nicht fl\u00fcssig, sondern fest; die optimale Betriebstemperatur liegt je nach Chemie zwischen 50 und 110 \u00b0C. Die W\u00e4rmepumpe hat daher die Aufgabe, die Fl\u00fcssigkeit zu erw\u00e4rmen, um diesen Wert zu gew\u00e4hrleisten, aber auch zu k\u00fchlen, um zu verhindern, dass sie 150\u00b0 C \u00fcberschreitet.<\/p>\n

\"\"Eine breite Palette von Komponenten<\/strong><\/h2>\n

In diesem Sektor, der sich mit der zunehmenden Beliebtheit von batteriebetriebenen Fahrzeugen stark entwickeln wird, ist UFI Filters <\/strong>bereits in der Lage, Erstausr\u00fcster sowohl mit Einzelkomponenten, wie z. B. dem K\u00fchler und dem fl\u00fcssigkeitsgek\u00fchlten Kondensator, als auch mit kompletten Modulen zu beliefern.<\/p>\n

K\u00fchler und fl\u00fcssigkeitsgek\u00fchlte Kondensatoren werden von UFI Filters <\/strong>mit der speziellen Technik des Vakuuml\u00f6tens <\/strong>hergestellt, einem Verfahren, das es erm\u00f6glicht, die Produkte vollst\u00e4ndig aus Aluminium herzustellen<\/strong>, indem die Platten in einem Vakuumofen \u00fcbereinandergelegt werden, wodurch die Gefahr der Sauerstoffanreicherung vermieden wird und die Zugabe anderer Materialien \u00fcberfl\u00fcssig wird. UFI Filters <\/strong>entwickelt auch einen Trockner\/Akkumulator, eine Art Filtertrockner, der im K\u00e4ltemittelkreislauf eingesetzt wird, sowie das Kanalsystem.<\/p>\n

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Lies mehr<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":7,"featured_media":39794,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[33,29],"tags":[1812,953,1811],"class_list":["post-39886","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-featured-de","category-news-de","tag-batteriebetriebene-fahrzeuge","tag-waermemanagement","tag-waermepumpe"],"acf":[],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.ufifilters.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/39886","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.ufifilters.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.ufifilters.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.ufifilters.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/7"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.ufifilters.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=39886"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.ufifilters.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/39886\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":39888,"href":"https:\/\/www.ufifilters.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/39886\/revisions\/39888"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.ufifilters.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/39794"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.ufifilters.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=39886"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.ufifilters.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=39886"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.ufifilters.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=39886"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}