E-Auto Visio.M bringt das gute Klima effizient ins Fahrzeuginnere
Visio.M, das Forschungs-Elektrofahrzeug der Technischen Universität München, hat schon öfter mit Erfolgen beeindruckt. Jetzt zeigen die Wissenschaftler, dass mit der Elektromobilität die Klimatisierung des Fahrgast-Innenraums nicht zum Stiefkind werden muss. Im Gegenteil: Es geht sogar ohne Reichweitenverlust. Und im Winter mit einem warmen Po.
Die effiziente Klimatisierung im Visio.M. ist auf Körpernähe ausgerichtet.
Foto: Alexander Präbst / TUM
Das Elektrofahrzeug Visio.M ist eine Vision der Technischen Universität München (TUM). Ziel ist es, ein wirklich straßentaugliches Elektroauto zu entwickeln, das Fahrspaß bietet und – ganz wichtig – bezahlbar ist. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Projekt in einem großen Forschungsvorhaben mit 7,1 Millionen Euro.
Der Prototyp eines leichten straßentauglichen bezahlbaren elektrisch angetriebenen Fahrzeugs hat im Juni 2014 in einer Wettfahrt mit Serienmodellen jede Anforderung gemeistert. Der Zweisitzer wiegt nur 450 Kilogramm und soll bald für 16.000 Euro als Serienfahrzeug zu kaufen sein.
Energieeffizienz für Klimatisierung des Fahrzeugs ist nicht ausgereizt
Nun zeigt Visio.M auf, dass die Energieeffizienz der Klimatisierung im Fahrzeuginneren bei elektrisch betriebenen Automobilen bei weitem nicht ausgereizt ist. Im Gegenteil: Selbst für Benziner ist in Sachen Effizienz noch viel Luft nach oben. Denn bisher beschränken sich die Konzepte zumeist darauf, die Abwärme des Benzinmotors einfach in die Fahrgastzelle zu pusten.
Körpernahe Klimatisierung optimal fürs Wohlbefinden
Das ist aber bei elektrisch betriebenen Fahrzeugen ein Nachteil, gute Elektromotoren liefern kaum Abwärme. Wissenschaftler der Lehrstühle für Ergonomie und für Thermodynamik an der TU München haben jetzt alle in Frage kommenden Einzellösungen auf ihren Beitrag zu Effizienz, Komfort und Preis geprüft. Das Ergebnis: Optimal ist eine körpernahe Klimatisierung.
Das E-Auto der Technischen Universität München bei einer Testfahrt.
Quelle: TUM
Dabei wird nicht der gesamte Innenraum temperiert, sondern gezielt nur dort Wärme zu- oder auch abgeführt, wo es den Insassen zugute kommt. „Unsere Probandenstudien zeigten, dass eine Gesamtklimatisierung nicht notwendig ist“, sagt Marius Janta, Mitarbeiter am Lehrstuhl für Ergonomie der TU München. „Heizen wir an kalten Tagen den Sitz von innen, so empfinden das die Insassen als angenehm. Mit einer geringen Energiemenge können wir so die unangenehme Kälteempfindung deutlich reduzieren.“
Peltier-Elemente sorgen für Komfort
Und das geht so: Peltier-Elemente, das sind elektrothermische Wandler, übernehmen die Temperierung der Sitze. „Zwar sind Peltier-Elemente relativ teuer, doch sie wärmen oder kühlen sofort“, erklärt Alexander Präbst, Mitarbeiter am Lehrstuhl für Thermodynamik der TU München. „Verglichen mit dem winterlichen Kaltstart eines Benziners haben wir hier sogar einen Komfortgewinn.“
Die in den Sitzen eingebauten Peltier-Elemente haben eine Maximalleistung von 150 Watt pro Sitz. Das reicht für die Winter, die es hierzulande gibt. An sehr kalten Tagen kann ein Bioethanol-Brenner zugeschaltet werden, der weitere 4,5 Kilowatt an Heizleistung bringt. Und das ohne die Reichweite des Elektroautos zu verringern.
Optimiertes Thermomanagement im Visio.M
Die TUM-Forscher haben das komplette Thermomanagement im Visio.M optimiert. So kann im Winter die Abwärme der Elektromotoren und der Leistungselektronik auch zum Heizen des Innenraums dienen. Im Sommer wiederum kann die Reservekapazität der Klimaanlage helfen, die Leistungselektronik zu kühlen. Zu sehen gibt es den Visio-M-Prototypen auf der Hannover-Messe vom 13. bis zum 17. April 2015 auf dem Stand G 64 der Bundesregierung in Halle 27.
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