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Behr: Thermomanagement ist der Schlüssel zum Elektroauto

Der Schlüssel für das Elektroauto liegt im Thermomanagement, so sieht es Klemens Schmiederer, Geschäftsführer bei Behr. "Das Thermomanagement übernimmt eine der wichtigsten Aufgaben", um Emissionen zu senken und die Elektrifizierung des Antriebsstrangs voranzubringen, stellte er beim Pressetag des Unternehmens im Vorfeld der IAA am Mittwoch, 25. Mai 2011, fest.

Bei Elektroantrieben sieht zudem Dr. Thomas Heckenberger, Leiter des Technikzentrums, noch viel Potenzial für Behr - sei es bei Fahrzeugen mit Hybrid-, vollelektrischem Antrieb oder mit Brennstoffzelle. Für alle müsse, wie beim Verbrennungsmotor, weiterhin gekühlt und geheizt werden, aber auf anderen Leistungs-, Temperaturniveaus und bei besseren Temperaturverteilungen. Die Chancen für Behr seien also groß. Auch wenn die Lithium-Ionen-Batterie einen hohen Wirkungsgrad (95 Prozent) besitze, nur fünf Prozent gingen in der Abwärme verloren, müsse sie dennoch klimatisiert werden, weil sie sich nur im Temperaturfenster von 10 bis 35 Grad Celsius "wohl fühlt". Die Luftkühlung werde zwar bisher bei Toyota Prius und Audi Q5 (von Behr) eingesetzt, ihr werde aber wegen der Verschmutzungs- und Kurzschlussgefahr sowie der schlechteren Kühlleistung kein großes Potenzial mehr eingeräumt. Der Trend gehe eindeutig in Richtung Flüssigkühlung, das heißt mit einem Kältemittel (R134a oder HFO-1234yf) oder mit Kühlmittel (Kühlwasser) wird die Batterie temperiert. Dazu laufen bei Behr zahlreiche Projekte, die 2012/2013 in Fahrzeugmodelle münden sollen. Für die Fertigung in größeren Serien hat sich Behr Aluminium-Kühlplatten in den Varianten Two-Layer-Plate und Modular-Tube-Plate überlegt. Sie bestehen jeweils aus zwei Platten (glatt und profiliert), die aufeinander gelötet und mit zwei Anschlüssen versehen werden.

In den Wintermonaten möchte man die kostbare Energiemenge der Batterie nicht für den Innenraum verheizen, sondern zum Fortkommen nutzen. Dieses Problem der Elektrofahrzeuge lässt sich laut Dr. Markus Wawzyniak mildern. Da der Elektroantrieb mit Motor, Batterie und Steuerung nur 0,45 Kilowatt Abwärme produziert (ein Verbrennungsmotor liefert zehn Kilowatt), schlägt der Leiter Vorentwicklung Klimatisierung für den nötigen Wärmebedarf von 4,5 Kilowatt im Innenraum effiziente Wärmepumpen und elektrische PTC-Zuheizer vor. Die rein elektrische Beheizung würde die Fahrzeugreichweite bei 0 Grad Celsius um fast 50 Prozent verringern. Eine Wärmepumpenbeheizung (Luft-Luft-Wärmepumpe) dagegen senke wegen ihres weitaus höheren Wirkungsgrads die Strecke nur um etwa 15 Prozent auf annehmbare 123 Kilometer. Da die Wärmepumpe bei niedrigen Temperaturen aber an Leistung verliere, empfiehlt Wawzyniak die Kombination mit dem 300-Volt-PTC-Zuheizer. Der seit zehn Jahren bekannte PTC-Zuheizer für Dieselmotoren arbeitet zwar im Niedervoltbereich, aber nach demselben Prinzip.

Für die Weiterentwicklung des Ottomotors in Richtung Downsizing bietet Behr eine neue Lösung zur Ladeluftkühlung an. Derzeit sind zwei technische Umsetzungen der Ladeluftkühlung im Markt. Zum einen ist es die direkte, also mit Luft gekühlte Ladeluftkühlung, die noch bei 90 Prozent der aufgeladenen Motoren eingesetzt wird. Sie bedeutet aber insbesondere bei quer eingebauten Motoren eine aufwendige Luftschlauchführung. Zum anderen gibt es die indirekte, also kühlmittelgekühlte Ladeluftkühlung als Add-on-Lösung. Dr. Andreas Eilemann, Leiter Vorentwicklung Motorkühlung Pkw, bietet nun für das zweite System eine Integration an, sodass der lange Schlauch vom Turboladerausgang zum Kühler entfallen kann (siehe MTZ 11-2010, Seite 788ff.). In einem weiteren Projekt entwickelt Mahle Saugrohre und Behr die dazu passenden integrierten indirekten Ladeluftkühlung.

Nachbar Mahle hält am Stuttgarter Zulieferer Behr übrigens seit Oktober 2010 und der Autokrise entscheidende Anteile. Bis zum Jahr 2013 möchte Mahle seinen Einfluss von heute 37 auf 51 Prozent aufstocken. Die Familie Behr wird Minderheitsgesellschafter.

Die Baukastensysteme, die die OEMs bei ihren Fahrzeugen einsetzen, um große Stückzahlen zu erreichen, spielen uns in die Hände, sagte Schmiederer. So ergäben sich höhere Volumina für den Zulieferer. Zusammen mit Mahle sei man stärker am Markt aufgestellt. Als Beispiel dafür nannte er Komponenten des Verbrennungsmotors, wo Behr seine Ladeluftkühler zusammen mit den Ansaugsystemen des Ladungswechsel-Spezialisten Mahle anbieten könnte. Auch könnten beide Unternehmen, nur ein paar Kilometer voneinander entfernt, gegenseitig von den Prüfstandskapazitäten profitieren.
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