Kühlkreislauf Elektroauto

[Foxxtrap]

Hey Leute,

ich habe eine Frage zu den Kühlkreisläufen in Elektroautos. Im Detail geht es explizit um die Kühlung der E-Maschine
Und zwar würde ich gerne wissen, ob Elektroautos überhaupt einen Hochtemperaturkühlkreislauf besitzen.
Laut Porsche Engineering Magazin muss eine E Maschine auf einer Temperatur von 100°C gehalten werden um keine Einbußen bei der Langlebigkeit zu erhalten.
Dadurch entsteht ja ein großer Temperaturunterschied beim Temperaturniveau zur Kühlung der Batterie, sowie der Hochleistungselektronik.

Wie sieht nun aber der Kühlkreislauf für den Elektromotor aus. Gibt es einen eigenen Hochtemperaturkühlkreislauf, oder wird das bereits für die Kühlung von Hochleistungselektronik und Batterie "gebrauchte" und dadurch vorgewärmte Kühlmedium aus dem Niedertermperaturkreislauf abschließend noch zur Kühlung des Motors verwendet?

Toll wäre es, wenn jemand einen Link zu einem (Motor-)Kühlkreislauf von einem Elektroauto hätte.

Ich hoffe jemand hat eine Antwort für diese sehr spezielle Frage

Vielen Dank schonmal an euch!

PS: Das ist mein erster Beitrag - ich habe das Forum mit der Suchfunktion bereits durchstöbert, falls es zu dem Thema also bereits einen Thread geben sollte hab ich ihn nicht entdecken können.

[eDEVIL]

Willkommen!

Inetressante Frage. Link zu diese Info wäre gut.

Kann mir irgendwie nicht vorstellen, das es möglichst 100°C sein müssen, sodnern eher max 100°C

[Foxxtrap]

Kann mir irgendwie nicht vorstellen, das es möglichst 100°C sein müssen, sodnern eher max 100°C

Ja da hast du natürlich Recht. Beim Verbrenner würde ich von 120° Öltemperatur sprechen, aber beim E-Motor fällt mir da nichts adäquates ein .

Die Abbildung auf die ich mich beziehe findet man hier: http://www.porscheengineering.com/files ... 1-2011.pdf

(Das ist ein Direktlink zur betreffenden .PDF Datei)

[Karlsson]

Ich kenne eher 120℃ aus meiner Berufspraxis (Maschinenbau). Es geht da um die Schädigung der Magnete, bzw von Elektronik im Motor, je nach Bauform. Der Asynchronmaschine ist das Problem Schädigung der Magnete dann wieder fremd. Also es kommt darauf an. Je nach gewünschter Größe und Leistungsdichte braucht es mehr, weniger oder gar keinen Aufwand.

[AbRiNgOi]

Hi,

In den teuren Fahrzeuge ist es schon so wie beschrieben, es gibt zwei getrennte Temperaturbereiche. (Im Hybriden sogar drei, weil der Verbrenner es noch wärmer haben möchte)
In billigen Fahrzeugen wird alles Luft gekühlt, daher auch keine zwei Kühlkreisläufe. Und dazwischen gibt es halt die mit nur einem Kühlkreislauf. Und da muss man wieder unterscheiden, Batterie Luftgekühlt oder in dem einem Kreislauf mit drinnen.
Das gibt es leider alles, und wir müssen SW für jeden neu schreiben

Am energetisch schlechtesten ist es mittels Wasserkühlung die Batterie und die Elektrischen Antriebe mit nur einem Kühlkreislauf zu kühlen, weil da die Motoren das Kühlwasser nach der Batterie unnötig aufheizen und das muss dann im Kühler / Klima wieder runter gekühlt werden auf die 20-30 Grad. Der E-Maschine und dem Inverter ist diese niedrige Temperatur zwar egal, aber im Chiller geht dann so einiges verloren.

Besser ist es zwei getrennte Kühlkreisläufe im EV zu haben, und nur der mit der Batterie bekommt den Klimakompressor. Die beiden Kühler sind natürlich so angeordnet, das der kältere also der der Batterie, vor dem der E-Motoren liegt, und nur noch den durch den ersten Kühler erwärmten Luftstrom abbekommt. Das sieht man bei vielen EVs, dass die Kühler hintereinander liegen. Die Regelung der beiden Kühlkreisläufe geht dann zwar auch nicht unabhängig von einander, der Einfluss ist aber immer nur in er Richtung vom Batterie Kreislauf hin zu den der Motoren und nie umgekehrt.

[Foxxtrap]

Hey, vielen Dank euch für eure super schnellen und informativen Antworten. Ich dachte ich muss erstmal zwei, drei Tage warten bis mehr weiß .

Mein Fokus liegt insbesondere auf den Elektrofahrzeugen.
Meine übergeordnete Frage ist ja, ob die E-Fahrzeuge überhaupt einen Hochtemperatur Kühlkreislauf besitzen (bzw. ob es welche gibt, die einen solchen besitzen).

Der zweite Kühlkreislauf, dessen Wärmetauscher von der vortemperierten Luft des Batteriekühlkreises kühlt dann nur den Motor, habe ich dich da richtig verstanden, AbRiNgOi?
Weißt du eventuell ein, zwei Autos, welche so einen Kühlkreislauf haben? Ich würde mir die Kühlkreisläufe gerne genauer ansehen.

[bm3]

Kann mir nur vorstellen dass die ihre E-Maschine auf maximal 100 Grad im Kühlmittelkreislauf halten wollen. Da haben du und Porsche sich wohl nicht ganz verstanden. Kälter, auch in Minusgrade hinein, geht immer.
Manche halten die zulässige maximale Motortemperatur mit Luftkühlung ein, sieht man doch überall auch bei anderen elektrisch angetriebenen Maschinen und manche setzen halt E-Motoren mit Flüssigkeitskühlung ein. Beides hat Vor-und Nachteile.
Bei permanterregten Motoren sind Permanentmagnete hitzeempfindlich und dürfen im Interesse ihrer Lebensdauer bestimmte maximale Temperaturen nicht überschreiten. Außerdem kommt irgendwann auch jede Wicklungsisolation an ihre thermischen Grenzen.
Bei aller Elektronik und Elektrik ist "kühl" immer besser als "heiß".

VG:

Klaus

Editiert:

Von der Renault-Zoe (alte Ausführung) gibt es irgendwo eine Schema des Kühlkreislaufes im Web. Vom BMW i3 existiert sicher auch eines.

[eDEVIL]

Am energetisch schlechtesten ist es mittels Wasserkühlung die Batterie und die Elektrischen Antriebe mit nur einem Kühlkreislauf zu kühlen, weil da die Motoren das Kühlwasser nach der Batterie unnötig aufheizen und das muss dann im Kühler / Klima wieder runter gekühlt werden auf die 20-30 Grad. Der E-Maschine und dem Inverter ist diese niedrige Temperatur zwar egal, aber im Chiller geht dann so einiges verloren.

Kommt halt auch imemr drauf an, wie das Verschaltet ist und ob man einen Heck- oder Frontmotor verwendet.

In der Front kann man ja den Kreislauf wie folgt aufbauen:

--> Akku --> Leistungselektronik --> Motor --> Innenraumheizung --> Luftkühler --> wärmetauscher Kühlung --> Innenraumkühlung -->

[AbRiNgOi]

--> Akku --> Leistungselektronik --> Motor --> Innenraumheizung --> Luftkühler --> wärmetauscher Kühlung --> Innenraumkühlung -->

ja, nur ist halt die Energie die Du aufwendest um den "Wärmetauscher Kühlung" dar zu stellen höher als wie wenn Du die Leistungselektronik/Motor raus nimmst und gesondert "klassisch" kühlst. Das meinet ich, aber ja so läuft das mit nur einem Kühlkreislauf.

Die ZOE wurde angesprochen, die hat aber zusätzlich die Wärmepumpe und die Batterie ist Luftgekühlt. Da gibt es also den klassischen Kühlkreislauf für Motor/Elektronik und dann noch den Kältemittelkreislauf für Wärmepunpe und Kühlung.
Dazu dieses (bekannte) Bild, wobei die Luftkühlung der Batterie und der klassische Kühlkreislauf für Motor/Elektronik nicht eingezeichnet ist.



Beim Heizen mit Wärmepumpe geht die Hitze (leider...) nur in den Innenraum, beim Kühlen geht das Kältemittel auch in einen Wärmetauscher für die Batterie (nicht eingezeichnet) welche durch den hinteren Lüfter durchflutet wird, das ist jener der beim Laden im Sommer hinten so laut wird. (dazu giegt es einen Wiki Eintrag hier in Goingelectric... Endet aber mit dem Wärmetauscher für Kühlmittel...)

Die genauen Bilder aber halten die Fahrzeughersteller immer sehr geheim, da kann ich Dir leider nicht weiterhelfen

[Foxxtrap]

Vielen Dank für die tollen Antworten, ihr habt mir wirklich bei meinem Problem geholfen.
Danke auch noch für die Abbildung!

Ich hab in den letzten Tagen auch noch weiter recherchiert und ein paar interessante Abbildungen von Umsetzungen von Kältekreisen bei E-Fahrzeugen gefunden. Ich poste sie hier einfach mal rein, vllt interessiert sich ja außer mir noch jemand dafür.

e-Golf (und e-Up), Das Bild entstammt dem SSP 530 vom e-Golf


Und unter folgendem Link findet man noch eine detaillierte Beschreibung vom recht interessanten Kühlkreislauf des Tesla Model S:
https://teslamotorsclub.com/tmc/threads ... ion.88055/


Danke nochmal für eure Hilfe!