Elektroautos: Sparsame Klimaanlage soll Reichweite erhöhen

Elektroautos: Sparsame Klimaanlage soll Reichweite erhöhen

von Wolfgang Kempkens

Foscher aus München entwicklen eine sparsame Klimaanlge für E-Autos. Sie soll die Reichweite signifikant erhöhen.

An milden Tagen, vor allem im Frühling und Herbst, haben Elektroautos die größte Reichweite. Denn dann geht weder Strom fürs Heizen noch fürs Klimatisieren drauf. Pro Stunde können das immerhin zwischen sechs und 15 Kilowattstunden sein. Zum Vergleich: Ein rein elektrisch betriebener BMW i3 verbraucht nur rund 13 Kilowattstunden pro 100 Kilometer Strecke.

Vielleicht lässt sich ja beim Heizen und Klimatisieren etwas einsparen, sagten sich Forscher der Technischen Universität München (TUM).

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Punktuelle Heizung spart EnergieUnd tatsächlich, das geht. Die TUM-Wissenschaftler haben eine kombinierte Kühl- und Heizungsanlage entwickelt, die nicht den gesamten Innenraum temperiert, sondern nur die Umgebung der Insassen. Warme oder kalte Luft umschmeichelt sie, während der übrige Bereich sich selbst überlassen bleibt. Zusätzlich werden die Rückenlehnen gekühlt oder erwärmt.

„Unsere Probandenstudien zeigten, dass eine Gesamtklimatisierung nicht notwendig ist”, sagt Marius Janta, Mitarbeiter am Lehrstuhl für Ergonomie der TUM. „Heizen wir an kalten Tagen den Sitz von innen, empfinden das die Insassen als angenehm.“

Wie viel Energie damit eingespart werden kann, wissen die Forscher noch nicht. „Das müssen die Versuchsfahrten in den nächsten Monaten zeigen“, sagt Alexander Präbst, Mitarbeiter am Lehrstuhl für Thermodynamik der TUM, der zum Entwicklerteam gehört.

Alkohol-Heizung zur UnterstützungEr geht aber davon aus, dass die Einsparungen signifikant sind. Und er sieht noch einen Vorteil gegenüber Autos mit Verbrennungsmotor an kalten Tagen. Diese müssten erst ihre Betriebstemperatur erreichen, ehe die Heizung läuft. Die Elektroheizung der Münchner starte sofort, mehr noch: Wie eine Standheizung könne sie per Smartphone Minuten vor der Abfahrt aktiviert werden, ebenso wie die Klimafunktion.

Dieser Komfort liegt an den verwendeten Peltier-Elementen. Diese haben eine Doppelfunktion: Ihre Oberfläche wird kalt oder warm, je nachdem, welche Richtung der durchfließende Strom nimmt. Peltier-Elemente bestehen aus unterschiedlichen Halbleitern, etwa wismut- und tellurhaltige Keramiken. Diese schaufeln Wärme beziehungsweise Kälte von einer Seite des Elements zur anderen.

Peltier-Elemente haben nur einen Nachteil: Sie sind sehr teuer, was bei einer deutlichen Erhöhung der Reichweite von Elektroautos allerdings nicht entscheidend ins Gewicht fällt. Zudem ist schon Abhilfe in Sicht.

Im Rahmen des europäischen Projekts H2ESOT (Heat 2 Electrical Energy via Sustainable Organic Thermoelectrics) arbeitet ein internationales Forschungsteam daran, speziell ausgerüstete Kunststoffe zum Bau von Peltier-Elementen zu nutzen.

Auch "normale" Autos könnten profitierenDie Elemente in der zentralen Klimaanlage der TUM-Forscher, die Wärme und Kälte zielsicher verteilt, haben eine Leistung von 1,6 Kilowatt, was an besonders kalten Tagen nicht reicht, trotz der 150-Watt-Elemente in jedem Sitz. Dann springt eine relativ umweltverträgliche Heizung ein, die Alkohol verbrennt, also klimaneutral ist, weil dieser Brennstoff aus Pflanzen gewonnen wird.

Im Winter trägt auch die Abwärme des Elektromotors und der Leistungselektronik zum Wohlfühlklima im Auto bei. Die TUM-Forscher glauben, dass ihre Klimaanlage auch in Autos mit Verbrennungsmotor vorteilhaft wäre, weil sie weniger Energie verbraucht als die, die jetzt eingesetzt werden.

Zunächst wird die neuartige Anlage im Visio.M getestet, einem Elektroauto der zweiten Generation (siehe Aufmacherbild), das Forscher von BMW, der TUM und eine Reihe weiterer Partner entwickeln. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung über zweieinhalb Jahre mit insgesamt 7,1 Millionen Euro gefördert.

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