Luft- und Kühlmittelheizer von Eberspächer für 800-Volt-Autos

Die effizienteste Möglichkeit, ein Elektroauto zu heizen, ist wohl die Wärmepumpe: Das Umwälzen der Kühlflüssigkeit verbraucht einfach weniger Strom als eine elektrische Widerstandsheizung. Aber zum Vorkonditionieren des Innenraums, oder zum Vorwärmen der Batterie vor dem Schnellladen ist daneben oft auch noch ein elektrischer Heizer nötig. Eberspächer stellt nun einen Heizer für die Innenraumluft und einen fürs Kühlmittel vor – beide für 800-Volt-Fahrzeuge.   

Der Zulieferer aus Esslingen bei Stuttgart bietet seit vielen Jahren Komponenten für die Temperaturregelung in Elektroautos an, darunter auch elektrische Hochvolt-Heizer. Sie sorgen insbesondere bei Kälte für eine schnelle und zuverlässige Temperierung. Denn gerade im Winter stoßen Wärmepumpen an ihre Grenzen. Die zwei neuen Heizer für 800-Volt-Bordnetze sind eine Lösung für die Wärmeabgabe in den Innenraum und für die Batteriekonditionierung. Beide Systeme sind modular integrierbar.

Kühlmittelheizer mit Dünnschicht-Technologie

Der Kühlmittelheizer temperiert, wie schon der Name andeutet, die Kühlflüssigkeit der Batterie. Dabei kommt hier nicht die übliche PTC-Technik zum Einsatz, sondern die sogenannte Dickschichttechnologie. Herzstück ist ein Dickschichtelement (Thick Film Element, TFE): Dabei werden Leiterbahnen im Siebdruckverfahren auf eine Metallplatte aufgebracht. Diese Bauweise ermöglicht eine hohe Heizleistung auf minimalem Bauraum.

Kühlmittelheizer mit Dickschichttechnologie von Eberspächer

Bild von: Eberspächer

Bei der PTC-Heizung (Wikipedia) dagegen wird ein Keramik-Halbleiter verwendet, dessen elektrischer Widerstand mit der Temperatur ansteigt – das heißt, das Material hat einen positiven Temperaturkoeffizienten, was das Kürzel PTC für Positive Temperature Coefficient erklärt. Bei niedrigen Temperaturen fließt der Strom leicht, das PTC-Element erwärmt sich schnell und die Heizleistung ist hoch. Sobald die Zieltemperatur erreicht ist, steigt der Widerstand jedoch schnell an, was den Stromfluss reduziert und eine Überhitzung verhindert.

Der Dünnschichtheizer von Eberspächer gibt bei 800 Volt bis zu 12 kW Leistung ab. Damit wird die Traktionsbatterie schnell vorgeheizt, was die Ladedauer beim DC-Laden verkürzt und die Batterielebensdauer erhöhen kann. Der Heizer ist jedoch in Bezug auf die Spannung flexibel. Denn auch 800-Volt-Autos müssen mit 400-Volt-Ladeinfrastruktur kompatibel sein, schreibt Eberspächer. Auch mit 400 Volt liefert der Kühlmittelheizer ausreichend Leistung, verspricht der Hersteller.

Um eine Überhitzung zu verhindern, werden mehrere Sensoren verwendet und es gibt einen zweiten, unabhängig arbeitenden Abschaltpfad. Der Dickschichtheizer ist sowohl für Pkw als auch für Lkw geeignet. Mehreren Autohersteller haben das System bereits für Serienprojekte ausgewählt. Der Produktionsstart ist für 2027 geplant.

PTC-Luftheizer mit Mehrzonenfunktion 

Der Luftheizer von Eberspächer basiert auf der oben erklärten PTC-Technologie. Hier ist der Schutz vor Überhitzung schon eingebaut, denn der Heizer schaltet beim Erreichen der Zieltemperatur automatisch ab. Der Luftheizer wird direkt in die Klimaanlage eingebaut. Eine Mehrzonenfunktion ermöglicht eine separate Temperaturregelung von bis zu vier Zonen im Innenraum, beispielsweise für Fahrer- und Beifahrerseite vorne und hinten.

PTC-Luftheizer von Eberspächer

Bild von: Eberspächer

Mit 3 bis 8 kW Leistung ist der Heizer sowohl für 400- als auch für 800-Volt-Architekturen ausgelegt. Beim Aufbau des Heizelements verzichtet Eberspächer weitestgehend auf Klebstoffe und minimiert so das Risiko unerwünschter Ausgasungen im Fahrzeuginnenraum. Ab 2028 ist das Produkt in Asien, Europa und Nordamerika im Einsatz. 

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Unter dem Strich

Wärmepumpen sind sehr effizient, aber nicht immer die richtige Lösung, vor allem wenn es schnell gehen soll. So werden zum Beispiel Stadtautos oft schon wieder abgestellt, bevor der Antriebsstrang warm wird – dann hat es keinen Sinn, die Wärme vom Motor, Inverter und Batterie in den Innenraum zu pumpen. Und nicht jedes Elektroauto kann auch die Wärme der Außenluft nutzen wie die Multi-Source-Wärmepumpe im Mercedes CLA. Oder die Außentemperatur ist schlicht zu niedrig, um diese effizient nutzen zu können.

In diesen Fällen treten elektrische Zuheizer in Aktion, wie sie Eberspächer nun vorstellt. Sie erwärmen entweder die Innenluft zugunsten des Komforts der Passagiere oder bringen die Batterie auf eine Temperatur, die fürs Schnellladen geeignet ist.