Klemens Schmiederer, Mitglied der Geschäftsführung der Behr GmbH & Co. KG, Stuttgart

Thermomanagement: Zukunfts- aufgabe im Automobilbau

Klemens Schmiederer
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In der Automotive-Welt geht es mächtig zur Sache. Alle arbeiten mit Hochdruck an der Elektrifizierung des Antriebsstrangs und am Thema Downsizing. Behr ist hier einer der Key Player mit rund 16 500 Mitarbeitern. AutomobilKONSTRUKTION sprach mit Klemens Schmiederer über die Weichenstellung im Hause Behr für die nächsten Jahre.

Herr Schmiederer, durch den Einstieg von Mahle bei Behr entsteht einer der größten Zulieferkonzerne weltweit. Wie spürt das der Markt?

Schmiederer: Der große Megatrend in der Automobilbranche ist ganz klar die Reduzierung von Emissionen und Verbrauch. Bei den Emissionen hat sich die gekühlte Abgasrückführung für die Dieselfahrzeuge durchgesetzt. Bei Verbrauchsreduzierung bei Ottomotoren ist das Downsizing das Hauptthema, also Turboaufladung und Ladeluftkühlung. Dies sind nur zwei Beispiele, aber sie zeigen schon die großen Gemeinsamkeiten zwischen Mahle und Behr. Gemeinsam können wir Ansaugmodule mit Kühler und Ventil oder Ansaugmodule mit integrierten, indirekten Ladeluftkühlern entwickeln und anbieten. Mit der gemeinsamen Kompetenz Motorenwissen und Thermomanagementwissen können wir so optimal abgestimmte Systeme aus einer Hand anbieten.
Warum konzentrieren sich die Fahrzeughersteller auf das Down- sizing als Entwicklungsschwerpunkt bei der Kraftstoffreduzierung?
Schmiederer: Fakt ist: Ab 2012 müssen die CO2-Emissionen von neu zuglassenen Pkw in Europa im Flottendurchschnitt unter 130 Gramm pro Kilometer liegen. Diese 5,5 Liter pro 100 Kilometer für Ottomotoren sollen bis 2020 aber noch einmal um mehr als 25 Prozent sinken. Fakt ist auch: In den nächsten 20 Jahren wird der Verbrennungsmotor der dominierende Antrieb für die individuelle Mobilität bleiben. Der Verbrennungsmotor muss also unabhängig von der Elektrifizierung des Antriebsstrangs in jedem Fall optimiert werden, und da ist das Downsizing die Hauptmaßnahme zur Verbrauchsreduzierung.
Downsizing bedeutet Turboaufladung und damit die Notwendigkeit einer effektiven Kühlung der Ladeluft. Wir haben hier zwei Möglichkeiten: die bislang noch am weitesten verbreitete direkte Ladeluftkühlung, also Kühlung mit Luft am Frontend des Fahrzeugs und die indirekte Ladeluftkühlung, die sich auch bei den Volumenmodellen mehr und mehr durchsetzt. Bei ihr wird die Ladeluft in einem Luft-Kühlmittelkühler gekühlt, der motornah zwischen Verdichter und Drosselklappe angebracht werden kann. Und nochmal das Beispiel von vorhin: Hier kommt die Zusammenarbeit Mahle Behr unmittelbar ins Spiel. Denn gemeinsam können wir den indirekten Ladeluftkühler von Behr auch in das Saugrohr von Mahle integrieren und die Vorteile der indirekten Ladeluftkühlung sogar noch verstärken!
Wie präsentiert sich Behr in China?
Schmiederer: Behr ist bereits seit einigen Jahren sehr gut in China aufgestellt und hat die strategische Bedeutung dieses Marktes frühzeitig erkannt. Seit 2003 haben wir mit chinesischen Partnern eine Reihe von Gemeinschaftsunternehmen gegründet. Inzwischen sind mehr als 1000 Mitarbeiter von Behr in China tätig. Zudem hat 2010 in Jinan unsere erste 100 prozentige Tochter die Produktion aufgenommen. Das neue Werk dort liefert Klimakomponenten und fertigt Kühlungssysteme für schwere Nutzfahrzeuge. Hauptkunde für Behr Jinan ist die CNHTC. Darüber hinaus liegen uns Entwicklungsaufträge und ein Serienauftrag für die Batteriekühlung eines chinesischen Elektrofahrzeugherstellers vor. Weitere Projekte für Hybridfahrzeuge sollen folgen. Auch bei diesem Thema spielen wir also in China vorne mit.
Die begrenzte Reichweite reiner E-Fahrzeuge ist heute quasi akzeptiert. Woran arbeitet Behr bei batteriegetriebenen Fahrzeugen?
Schmiederer: Für die Lithium-Ionen-Batterie lassen sich unsere Entwicklungstätigkeiten in zwei Hauptfelder einteilen. Erstens: Thermomanagement der Batterie und der Leistungswandler und zweitens: Energieeffiziente Innenraumklimatisierung und -heizung.
Beim Thermomanagement der Batterie muss man vorausschicken, dass die Lithium-Ionen-Batterie lediglich in einem Temperaturbereich bis etwa 45 Grad Celcius betrieben werden kann. Wird sie wärmer, leiden die Ladekapazität und die Reichweite. Bei Handys ist dies noch hinnehmbar, da sie in der Regel nach wenigen Jahren ausgetauscht werden. Die Batterie eines Hybrid- oder Elektrofahrzeugs muss jedoch auf jeden Fall zehn Jahre ohne Beeinträchtigung der Reichweite arbeiten. Eine schleichende Reichweitenverkürzung und eine Einschränkung der Funktionsfähigkeit sind im Automotivebereich nicht hinnehmbar. Deshalb muss die Lithium-Ionen-Batterie aktiv gekühlt und beheizt werden, das heißt aufgrund der niedrigen Maximaltemperatur muss die Klimatisierung des Fahrzeugs in das Thermomanagement der Lithium-Ionen-Batterie integriert werden. Grundsätzlich müssen wir die Innenraumklimatisierung und -heizung so effizient wie nur möglich gestalten, damit der Komfort, aber auch die Sicherheit nicht zu sehr auf Kosten der ohnehin knapp bemessenen Reichweite gehen.
Hat sich bei der Batteriekühlung inzwischen ein Standard etabliert?
Schmiederer: Bei den Hybridfahrzeugen wird es künftig nicht nur ein Antriebskonzept und auch nicht nur ein Batteriekühlungskonzept geben. Die Vielfalt der Kühlkonzepte spiegelt die Vielfalt an verschiedenen Elektrifizierungssystemen wider. Wir als Zulieferer werden uns auf diese Konzeptvielfalt einstellen und haben uns deshalb schon frühzeitig mit dieser neuen Technologie auseinandergesetzt. Derzeit sind drei unterschiedliche Kühlkonzepte am Markt: Luftkühlung durch klimatisierte Luft, Kältemittelkühlung (die kompakteste Variante) oder Kühlmittelkühlung (die flexibelste und energieeffizienteste Methode). Die Entwicklung geht jedoch eindeutig in Richtung „Flüssigkühlung“, das heißt Kältemittel oder Kühlmittel. Bei allen Varianten wird die Batteriekühlung in den Kältekreislauf integriert. Hier kann Behr durch die langjährige Klimaregelungskompetenz einen wertvollen Beitrag zur Energieeffizienz leisten.
Hat Behr bei elektrischen Fahrzeugen das Problem der Innenraum- Beheizung gelöst?
Schmiederer: Die Innenraumheizung in der kalten Jahreszeit ist ein absolut sicherheitsrelevanter Aspekt: Denken Sie an vereiste oder beschlagene Scheiben im Winter! Bei reinen Elektrofahrzeugen wird jedoch so gut wie keine Abwärme für die Heizung erzeugt, das heißt wenn die Energie dafür aus der Batterie kommt, hat das selbstverständlich Konsequenzen für die Reichweite.
Die ausschließliche Verwendung eines rein elektrischen Hochvolt-Zuheizers verringert bei tiefen Temperaturen die Fahrzeugreichweite um bis zu 50 Prozent. Wir arbeiten mit Nachdruck an Alternativen wie der Wärmepumpe. Diese ist ein modifizierter Kältekreislauf, der im Umkehrprozess betrieben wird. Durch den Wirkungsgrad größer 4 wird so nur rund 15 Prozent der Reichweite eines Elektrofahrzeugs im Winterbetrieb zur Heizung verwendet.
Die zukünftigen Elektrofahrzeuge werden eine Kombination aus Wärmepumpe und elektrischem Zuheizer für extreme Kälte haben und damit eine Reichweitenoptimierung erreichen.
Wird der Klimakomfort in den zukünftigen Fahrzeugen deshalb sinken?
Schmiederer: Aufgrund des Wachstums der Mobilität in den Ballungsräumen wird die Individualisierung des Innenraumkomforts weiter zunehmen. Dabei spielt die zugfreie Belüftung und die Qualität der Innenraumluft eine Hauptrolle. Behr hat ein Luftgütemodul entwickelt, das zusammen mit der Klimaanlage die Innenraumluft reinigt, durch Ionisierung erfrischt und eine individuelle Beduftung ermöglicht. Durch Wechselkartuschen kann hier jeder seinen individuellen Duftgeschmack erleben. Insbesondere der asiatische Markt verspricht hier Zukunftschancen.
Behr; Telefon: 0711 896-2304; E-Mail: Rene.Lehnert@behrgroup.com
Fotos: Tom Oettle
Das Interview führte Herbert Neumann, Chefredakteur der AutomobilKONSTRUKTION
Klemens Schmiederer hat Luft- und Raumfahrttechnik in Stuttgart studiert und anschließend in London ein Auslandsstu- dium absolviert, bevor er 1987 zu Behr kam. Vier Jahre war er als Chief Engineer der Produktentwicklung für Behr in den USA tätig. Schmiederer ist seit 2003 Mitglied der Geschäftsführung.

Behr-Stenogramm
  • Gründung: 1905
  • spezialisiert auf Fahrzeugklimatisierung und Motorkühlung
  • Umsatz im Geschäftsjahr 2010: rund 3,3 Mrd. €
  • etwa 16 500 Mitarbeiter in neun Entwicklungsstandorten, 22 Produktionswerken sowie 10 Beteiligungsgesellschaften
  • in Europa, Amerika und Asien komplett ausgestattete Entwicklungsstandorte; überall ist eine eigenständige Entwicklung möglich
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