Ford: Mehr E-Fahrzeug-Reichweite durch beheizte Oberflächen im Innenraum

Auch bei E-Fahrzeugen wird warme Luft über eine Innenraumheizung in die Kabine geleitet. Es gibt aber Alternativen: So lassen sich Oberflächen beheizen, mit denen die Insassen in direkten Kontakt kommen, oder Flächen, die Wärme an Fahrer und Passagiere abgeben – ähnlich wie bei einer Infrarot-Heizung. Ford-Ingenieure zeigten nun, dass aufgrund der Beheizung von Oberflächen der Energieverbrauch im Innenraum um 13 Prozent reduziert werden kann.

Damit ließe sich die Reichweite von Elektrofahrzeugen bei kalten Witterungslagen im Vergleich zu einem herkömmlichen Heizungsgebläse um fünf Prozent erhöhen, erklärt Ford. Pro Jahr könnte dies einen Unterschied von mehreren Hundert zusätzlichen Kilometern Reichweite ausmachen.

Die entsprechende Ford-Forschungsreihe wurde von Oktober 2018 bis Oktober 2022 im Rahmen von CEVOLVER (Connected Electric Vehicle Optimized for Life, Value, Efficiency and Range) realisiert. Es handelt sich dabei um ein Projekt der Europäischen Kommission, das sich auf das Potenzial von elektrischen Pkw und Nutzfahrzeugen bezieht. Außerdem geht es um die Entwicklung von Software-Updates für bereits auf der Straße befindliche Stromer.

„Wir alle wissen, dass die Temperatur im Fahrzeug sinkt, wenn bei kühlem Wetter die Türen oder Fenster geöffnet werden. Dies gilt insbesondere für Lieferwagen, da die erzeugte Warmluft beim häufigen Öffnen der Fahrzeugtüren rasch verloren geht. Beheizte Oberflächen bleiben hingegen länger warm“, erläutert Markus Espig, Systemingenieur, Propulsion Systems Engineering, Ford Research and Innovation Centre Europe. „Die Reduzierung des Energieverbrauchs verbessert nicht nur die Reichweite des Elektrofahrzeugs, sondern senkt auch die Kosten und trägt zu mehr Nachhaltigkeit bei.“

Die Ford-Ingenieure statteten einen vollelektrischen Transporter vom Typ E-Transit – ein leichtes Nutzfahrzeug, angesiedelt im 2-Tonnen-Nutzlastsegment – mit beheizbaren Armlehnen, Fußmatten, Türverkleidungen, Sonnenblenden und einem ebenfalls beheizbaren Lenkrad aus. Der Test beinhaltete die Einsatzprofile „Paketzustellungen“, „Stückgut-Lieferungen“ und einen eintägigen „Handwerker-Auftrag“ in 350 Kilometern Entfernung.

Die Tester mussten die Fahrzeugtüren Hunderte Male öffnen und schließen und simulierten damit den typischen Arbeitstag eines Kurierfahrers und Handwerkers. Testfeld waren vor allem Straßen in und um Köln. Die Tests fanden im Winter und Sommer statt, sowohl auf trockenen und nassen Straßen sowie bei starkem Regen und Wind.

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Die Forschung zeigte laut Ford auch, wie Änderungen der Wetter-, Verkehrs- und Straßenbedingungen die Reichweite beeinflussen können. Die Integration der erfassten Daten in den Reichweitenrechner könnte helfen, die Reichweite in Echtzeit genauer vorherzusagen. Für Nutzfahrzeug-Flotten könnten die aggregierten Fahrdaten außerdem verwendet werden, um den Energiebedarf für bestimmte Routen abzuschätzen.

Weitere, von den Ford-Ingenieuren getestete Technologien und Maßnahmen:

• Ein Wärmetauscher, der Wärme aus der elektrischen Antriebseinheit aufnimmt und zur Beheizung der Kabine beziehungsweise des Batteriepacks verwendet.
• Ein Batteriekühlsystem zur effizienten Kühlung und Vorkonditionierung der Fahrzeugbatterie.
• Eco-Routing, welches die optimale Fahrstrecke inklusive Ladestopps errechnet, um die Reichweite des Fahrzeugs optimal zu nutzen.
• Intelligentes Schnell-Ladesystem, das die Batterie temperaturtechnisch auf den nächsten Schnell-Ladevorgang vorbereitet.
• Konditionierungsfunktion des Antriebsstrangs zur Sicherstellung einer stets energieoptimalen Temperatur der elektrischen Antriebskomponenten.

Das CEVOLVER-Forschungsprojekt beinhaltete darüber hinaus Tests von Ford, wie der Energieverbrauch von Elektrofahrzeugen insgesamt reduziert werden kann. Etwa durch eine farblich akzentuierte Innenbeleuchtung, mit der im Cockpit ein subjektiv kühleres oder wärmeres Temperaturgefühl erzeugt wird.