Intelligentes Energiemanagement ist das Zauberwort für mehr Reichweite im Elektroauto. Dabei sind auch Alternativen für Energiefresser wie Klimaanlage und Heizung gefragt, die im aktuellen Forschungsprojekt unter anderem mithilfe von Testpersonen im Fahrsimulator untersucht werden.
Hohenstein Institute
Für die Reichweitenoptimierung von Elektrofahrzeugen beschäftigen sich Wissenschaftler der Hohenstein Institute, des FILK (Freiberg) und des IHD (Dresden) mit intelligentem Energiemanagement. Genauer gesagt untersuchen sie den Wärmetransport in Fahrzeugsitzen.
Um aber die Elektromobilität für breite Bevölkerungsschichten interessant zu machen, muss unter anderem die Reichweite der Fahrzeuge optimiert werden, wissen die Forscher. Der Schlüssel hierbei sei ein intelligentes Energiemanagement, das neben Antriebstechnik und Fahrzeugaufbau auch Energiefresser wie Klimaanlage und Innenraumheizung abdeckt. Beide Systeme müssen bei Elektroautos über das Stromsystem betrieben werden und gehen damit zu Lasten der Reichweite.
Vor diesem Hintergrund untersuchen Wissenschaftler der Hohenstein Institute (Bönnigheim), des Forschungsinstituts für Leder und Kunststoffbahnen (FILK) in Freiberg und des Institut für Holztechnologie Dresden (IHD), welche Einflussfaktoren bei der Konstruktion thermisch optimierter Kfz-Sitze zu beachten sind. Die Erarbeitung der theoretischen Grundlagen des Wärmetransports in Sitzauflagen, die Erstellung eines Modells von Wärmetransportvorgängen und die konstruktive Umsetzung von optimierten Sitzsystemen sind Ziele des Projektes (IGF-Nr. 18080 BG).
Die Forscher konzentrieren sich dabei Angaben zufolge auf die Verwendung geeigneter Materialien und deren intelligente Kombination, wodurch für eine gewisse passive Klimatisierung gesorgt wird. Aktive Lösungen wie Sitzheizung und -kühlung finden keine Berücksichtigung.
In der ersten Projektphase untersuchen die Wissenschaftler der drei beteiligten Forschungseinrichtungen, welche Auswirkungen der menschliche Körper und die von ihm abgegebene Wärme auf komplexe Polsterungen haben. Dabei sollen verschiedene Sitzaufbauten unter Verwendung von Standard- und Funktionstextilien betrachtet wie auch verschiedene Nutzungsszenarien zugrunde gelegt werden. Konstant sei dagegen die Wohlfühltemperatur, die bei textilen Oberflächen bei 23 °C liegt. Mithilfe verschiedener Messmethoden sollen sich daraus quantitative Belastungsgrößen abgeleitet lassen, die das Material beziehungsweise die Kombination und deren Wärmeleiteigenschaften unter trockenen und feuchten Bedingungen beschreiben.
Die Bezugsgrößen dienen als Basis für die Simulation der Prozesse beim Wärmetransport, erläutern die Wissenschaftler. Diese Simulationen erfolgen anhand der sogenannten Finite-Elemente-Methode (FEM), einem numerischen Verfahren das sonst unter anderem zur Berechnung komplexer Bauteile und Baugruppen im Ingenieurwesen und Fahrzeugbau zum Einsatz kommt. Mit ihm lassen sich auch widersprüchliche physikalische Einflüsse darstellen und deren Auswirkungen darstellen.
Anhand der Simulationen können die Forscher in der Folge Materialkombinationen und Aufbauvarianten ermitteln, die sowohl das Aufheiz- als auch das Abkühlverhalten positiv beeinflussen. Dieses Know-how soll künftig vor allem kleinen und mittleren Automobilzulieferern dabei helfen, sich durch die Erhöhung des Komforts, Energieeinsparung und geringere Entwicklungskosten einen Wettbewerbsvorteile zu sichern.