Lange Zeit war Thermomanagement ein klar umrissenes Feld: Motorkühlung, Innenraumklima und Abgasnachbehandlung liefen weitgehend getrennt und funktionierten zuverlässig im Hintergrund. Mit der Elektrifizierung der Antriebe verändert sich dieses Bild grundlegend. "Die Mobilitätswende macht das Thermomanagement zu einem zentralen Systembestandteil", erklärt Steffen Dassler, Head of Global Thermal and Fluids bei Mahle Lifecycle and Mobility (siehe Interview).
Im Elektrofahrzeug geht es nicht mehr nur um Kühlung oder Komfort - entscheidend ist das Zusammenspiel aller Energie- und Wärmeströme. Damit wird Thermomanagement zum Schlüssel für Effizienz und Betriebssicherheit. Ziel ist es, Antriebsbatterie, Leistungselektronik und Elektromotor in einem optimalen Temperaturfenster zu halten. Die Batterie ist dabei besonders sensibel. Abweichungen von der optimalen Temperatur führen unmittelbar zu Leistungseinbußen, verkürzter Lebensdauer oder Einschränkungen beim Laden. Entscheidend ist nicht nur die Temperatur selbst, sondern auch ihre Gleichmäßigkeit innerhalb des Systems.
Komplexer Kühlkreislauf
Je leistungsstärker die Batterien ausgelegt sind, desto mehr macht der Einsatz des vergleichsweise komplexen Kühl- und Kältemittelbasierenden Kreislaufs Sinn. Das gesamte Kühlsystem unterteilt sich in mehrere Kreisläufe, die über je einen eigenen Kühler, eine Kühlmittel-Pumpe, Thermostat und Kühlmittel-Absperrventil verfügen. Über einen besonderen Wärmeüberträger (Chiller) wird hierbei auch noch der Kältemittelkreislauf der Klimaanlage mit eingebunden. Ein Hochvolt-Kühlmittel-Heizer sorgt für eine ausreichende Temperierung der Batterie bei niedrigen Außentemperaturen. Die gesamte Regelung erfolgt mithilfe von einzelnen Thermostaten, Sensoren, Pumpen und Ventilen.
Im Winter leidet die Reichweite beim E-Fahrzeug: Während Verbrenner die Innenraumheizung aus Abwärme speisen, muss ein Elektrofahrzeug die benötigte Energie aktiv bereitstellen - das geht häufig über elektrische Heizer. Der Einsatz moderner Wärmepumpen kann diesen Effekt reduzieren.
Parallel zur technischen Entwicklung nimmt der regulatorische Druck zu. Das treibt die Entwicklung neuer thermischer Architekturen voran. In Europa wird derzeit ein Gesetz vorbereitet, das voraussichtlich die Nutzung PFAS freier Kältemittel vorschreiben wird (PFAS = per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen). In China ist für Pkw-Klimaanlagen der Kategorie M1 die Verwendung von Kältemitteln mit einem GWP (Global Warming Potential) über 150 in neu typgenehmigten Fahrzeugen ab dem 1. Juli 2029 verboten. Zum Verständnis: Für das gängige Kältemittel R134a liegt der GWP bei 1.430. Das bedeutet, dass dieses Kältemittel die 1.430-fache Treibhauswirkung der identischen Menge an CO2 hat.
Mehr als Klimaservice
Das bedeutet für Werkstätten: Mittelfristig kommen neue Systeme, neue Medien und neue Anforderungen im Service auf sie zu. Der klassische Klimaservice wird deutlich komplexer und beschränkt sich nicht mehr nur auf den Tausch des Kältemittels. Neue Servicebedarfe können sich ergeben, wenn das Kühlmittel altert und seine Schutzwirkung verliert. Falsche Mischungsverhältnisse beeinträchtigen die Kühlleistung und Verunreinigungen können das System schädigen.
Im Thermomanagement gewinnen daher spezialisierte Servicegeräte an Bedeutung. Ein Beispiel ist das Kühlmittel-Servicegerät E-Care Fluid, das Mahle für Arbeiten an modernen Thermomanagementsystemen entwickelt hat. Es kommt zum Einsatz, wenn nach einer Reparatur - etwa an Batterie oder Kühlsystem - der Kreislauf vollständig entleert, geprüft und neu befüllt werden muss. Die Funktionsfähigkeit des Thermomanagements haben im Elektrofahrzeug direkten Einfluss auf Reichweite und Lebensdauer. Der Kühlmittelservice wird sich perspektivisch zu einem wichtigen Servicefeld für Kfz-Werkstätten entwickeln.
Systementwicklung für Automobilhersteller
- Ausgabe 6/2026 Seite 030 (465.4 KB, PDF)