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Intelligentes Thermomanagement im E-Auto
Das Wärmepumpensystem am Beispiel des Toyota bZ4X, dessen Kältemittelkreislauf Wärme mit zwei weiteren Kreisläufen austauscht. mehr …
Wärmepumpe im E-Auto (Grundprinzip)
Indem die Wärmepumpe das Prinzip der klassischen Klimaanlage durch zusätzliche bauliche Maßnahmen umkehrt, kann sie sowohl kühlen als auch heizen.
Grundlage dafür ist der Wärmeaustausch zwischen Kältemittel und der durch die Lamellen des Verdampfers und Kondensators strömenden Luft. Im Kühlmodus wird am Verdampfer der Luft Wärme entzogen, sodass sie kalt im Innenraum ankommt.
Am Kondensator in der Fahrzeugfront dient die einströmende Luft als Kühlmedium, die dem Kältemittel Wärme entzieht.
Um den Fahrzeuginnenraum auch heizen zu können, muss das System um diverse Bauteile erweitert werden, etwa Ventile, Leitungen und einen weiteren Kondensator.
Der Kondensator kann je nach Systemauslegung direkt zur Lufterwärmung dienen oder als Primärquelle für einen weiteren flüssigkeitsdurchströmten Heizkörper. Weitere hier nicht abgebildete Detailvarianten sind möglich.
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Um Wärmepumpen noch effizienter zu machen, sind sie in E-Fahrzeugen oft noch mit dem Kühlkreislauf des Hochvoltsystems über Wärmetauscher (auch Chiller genannt) gekoppelt. Im Winter kann dessen Abwärme zusätzlich einen Beitrag zur Innenraumheizung leisten.
Vor allem dient diese Verbindung jedoch der (indirekten) Kühlung der HV-Batterie bei hohen Temperaturen, da der Kältemittelkreislauf im Kühlmodus Wärme aus dem HV-Kühlkreislauf abtransportiert.