Das Elektroauto als Infrarotkabine

23. Dezember 2012, 20:16
1 Posting

E-Autos heizen mit Strom aus der Antriebsbatterie, das geht zulasten der Reichweite - Ein spezieller Heizlack, der infrarote Wärmestrahlung freisetzt, könnte dieses Problem lösen helfen

Wer sich im Winter bei Minusgraden ins Auto setzt, denkt nicht lange darüber nach, ob er heizt oder nicht. Es ist selbstverständlich. Anders stellt sich die Lage bei Elektroautos dar: So setzt die Kälte der Batterie von vornherein zu, ihre Leistung kann durch das Einschalten der Heizung aber noch weiter abnehmen, weil diese die Batterie direkt anzapft. Experimentelle Untersuchungen zeigen Reichweitenverluste von bis zu fünfzig Prozent.

"Die Energie kommt bei einem konventionellen Fahrzeug von der Verbrennungskraftmaschine. Geheizt wird der Innenraum des Autos mit der Abwärme des Motors", erklärt Dragan Simic, Senior Scientist am Mobility Department des Austrian Institute of Technology (AIT).

Batterie als Schwachstelle

Mit einem Benziner oder Diesel kommt man zudem mit einer Tankfüllung bis zu 1000 Kilometer weit. Außerdem ist die Energiedichte des fossilen Treibstoffs weitaus höher als die einer Batterie. Abhängig von der Größe der Batterie schafft ein Elektrovehikel nur zwischen 150 und 250 Kilometer. Das reicht im Durchschnitt bei den meisten Fahrten im Alltag vollkommen aus, aber bei längeren Strecken - zumal im Winter - könnte es unangenehm werden.

Damit sich Elektroautofahrer nicht zwangsläufig mit Daunenjacke, Mütze und Handschuhen hinter das Steuer setzen müssen, damit sie ihr Vehikel bei Temperaturen um den Gefrierpunkt noch ans Ziel bringt, arbeiten die Forscher am AIT zusammen mit Partnern aus Industrie und Forschung an einer Lösung dieses (Heiz-) Problems. Es geht letzten Endes auch darum, Energie zu sparen und den Komfort zukünftiger Elektroautos zu steigern, was auch zu ihrer Attraktivität beim Nutzer beitragen soll.

Das Projekt heißt "EKo-Lack" und soll bis Mitte 2014 laufen. Start war vergangenen Sommer dieses Jahres. Entwickelt wurde dieser spezielle Lack von einem Industriepartner, der Villinger GmbH. "Es ist eine elektrisch halbleiterfähige, infrarot-strahlende Beschichtung, die mit einem optimierten Regelsystem gekoppelt auf unterschiedliche Oberflächen und Bauteile aufgebracht werden kann", erklärt Simic, der das Projekt am AIT leitet. Herkömmliche Heizsysteme im Auto verteilen, mehr oder weniger gezielt, die warme Luft im Innenraum des Autos. "Das ist allerdings nicht sehr effizient, weil dadurch eben auch viel Wärme verloren geht", sagt Simic.

Anders beim "Heizlack". Hier soll elektrische Energie zu hundert Prozent in infrarote Wärmestrahlung umgesetzt werden, was mehr Effizienz bringen soll: "Aufgrund der Wärmestrahlung wird kaum Energie für die Heizluftverteilung benötigt", sagt Simic. Außerdem werde die Strahlungswärme von den meisten Menschen auch als angenehm empfunden, sagt er. Vergleichbar ist das mit einer Infrarotkabine. Des Weiteren reduzieren sich Gewicht und Volumen des Heizsystems.

Der Lack wird in der Folge auf unterschiedlichste Oberflächen und Bauteile aufgetragen werden. "Eine große Herausforderung dabei ist, den Kontakt zwischen den Elektroden und der Beschichtung dauerhaft haltbar zu machen, da diese den Lack mit der Stromquelle verbinden", sagt Simic.

Weiters werden die einzelnen beschichteten Komponenten diverse Haltbarkeitstests durchlaufen. Dabei werden die lackierten Teile thermischen und mechanischen Belastungen ausgesetzt. Gemeinsam mit dem Projektpartner Academia Nova GmbH arbeite man an einem Miniprüfstand, schildert Simic. Die ersten Daten erwartet er sich im kommenden Frühjahr.

Intelligentes Regelkonzept

Um das Energiesparpotenzial vorab abschätzen zu können, setzt man auf Simulationen. Diese gliedern sich in eine 3-D-Innenraumsimulation und ein 1-D-Modell, an das von der Qpunkt GmbH ein intelligentes Regelkonzept gekoppelt wird, welches das Thermomanagement für den Fahrzeuginnenraum berücksichtigt. Danach sollen dann Heizelemente gefertigt und in ein Versuchsfahrzeug eingebaut und weiteren Tests unterzogen werden.

"Schließlich werden wir diese Ergebnisse mit einem Referenz-E-Fahrzeug vergleichen, das über eine Standardheizung verfügt", schildert Simic. " Danach werden wir sehen, wie viel Reichweite man durch den Einsatz des Heizlacks gewinnen kann." Das Projektteam rechnet damit, dass sich der Reichweitenverlust durch Heizen um die Hälfte verringern lässt. (Markus Böhm, DER STANDARD, 24.12.2012)

  • Bild nicht mehr verfügbar

    Der Lack - eine elektrisch halbleiterfähige, infrarot-strahlende Beschichtung, die mit einem optimierten Regelsystem gekoppelt auf unterschiedliche Oberflächen und Bauteile aufgebracht werden kann - soll die "Heizprobleme" von Elektroautos lösen und die Batterie möglichst nicht zusätzlich belasten.

Share if you care.