Thermomanagement in E-Autos
So sieht ein Porsche in die Zukunft
Für kurze Ladezeiten gilt die Temperatur als ein zentraler Faktor: Sind die Zellen zu kalt oder zu heiß, sinkt die Ladeleistung. Dieses Phänomen möchte Porsche mit einem prädiktiven Thermomanagement in den Griff bekommen.
Das System wurde zunächst an die bestehende Fahrzeugarchitektur eines Porsche Taycan angepasst und danach in einem Demonstratorfahrzeug getestet. Bilder: Porsche
Die Technologie, die Porsche Engineering im vergangenen Jahr als Konzeptstudie entwickelt hat, sorgt vereinfacht gesagt dafür, dass Batterien für den Stopp an der Ladesäule optimal temperiert sind und das Schnellladen nur wenige Minuten dauert.
Eine Software im Auto soll dafür den kommenden Fahrtverlauf voraussagen und alle thermischen Komponenten so steuern, dass die Batterie immer in einem optimalen Temperaturfenster ist. Durch diesen Blick in die Zukunft möchten die Entwickler zudem unnötiges Aufheizen oder Abkühlen verhindern, was Energie spart und die Reichweite erhöht.
Rechenintensive Methode fürs Steuergerät
Technisch gesehen handelt es sich bei der Software um eine auf mathematischen Modellen basierende prädiktive Regelung (Model Predictive Control, MPC). Sie kommt überall dort zum Einsatz, wo viele Faktoren auf ein System einwirken und kommende Ereignisse berücksichtigt werden müssen. Die Ölindustrie nutzt MPC zum Beispiel, um Raffinerien zu steuern.
Allerdings hat die Methode auch einen Nachteil: Sie ist sehr rechenintensiv. „Traditionell laufen solche Optimierungen auf extrem leistungsfähigen Computern“, erklärt Professor Michal Kvasnica von der Tschechischen Technischen Universität Prag, der mit seinem Team den Kern des Prognosecodes entwickelt hat. Die größte Herausforderung für die Mathematiker bestand darin, das hochkomplexe Optimierungsprogramm so zu verändern, dass das Steuergerät eines normalen Pkw die Berechnungen stemmen kann. Darum arbeitet das Programm beispielsweise mit speziellen Tabellen (Look-up-Tables), in denen vorher festgelegte Werte stehen – etwa über den Zusammenhang zwischen Temperatur und Batteriewiderstand.
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