MAHLE Adsorptions-Standklimatisierung im Nfz

Mahle präsentiert mit seiner Adsorptions-Standklimatisierung ein gänzlich neues Funktionsprinzip ohne Notwendigkeit eines mechanischen Kompressorantriebs. Bild: Mahle

Beim Zulieferer Mahle setzt man mit Blick auf die Zukunft der Nutzfahrzeuge auf einen dualen Ansatz: So will man das Potenzial des Verbrenners ausbauen und für alternative Antriebe Kfz-Technologien auf die Nfz skalieren. Dies beschrieb Mahle-CEO Jörg Stratmann anlässlich der Technischen Pressekonferenz am 14. Juni in Stuttgart. Wichtig seien in diesem Segment insbesondere die Instrumente um die "Total Cost of Ownership" (TCO) zu senken. Alles Know-how setze man nun auch für die neuen Themen ein, so der Mahle-Chef, der mit Blick auf eine erwartete Jahresproduktion von 3,2 Mio. Nfz in 2030 insbesondere auf die gesamtsystemische Kompetenz des Zulieferers mit Stammsitz in Stuttgart abhob - bei Mahle haben die Nutzfahrzeugthemen in etwa einen Anteil von 16 bis 17 Prozent des Umsatzes.

Ein maßgeblicher Punkt in der Mahle-Strategie zur Senkung der TCO ist die Optimierung des Verbrennungsmotors. Die Ansätze dabei sind unter anderem die Optimierung der thermischen Prozesse im Motor, variable Ventiltriebe, die Reibungsminimierung sowie die Vermeidung von Öleintrag in den Brennraum und die Rückgewinnung überschüssiger Wärme aus dem Abgasstrom. Eine spannende Innovation stellte der Zulieferer in einem Versuchsfahrzeug vor, das so genannte e-Waste Heat Recovery System. Dieses entnimmt Wärme aus dem Abgasstrom und wandelt sie in elektrische Energie um, die in ein 48-Volt-Bordnetz zur Versorgung elektrifizierter Nebenverbraucher oder über einem E-Motor direkt in den Antriebsstrang eingebracht werden kann. Damit lassen sich laut Mahle rund fünf Prozent Kraftstoffeinsparung erzielen. Weitere Einsparpotenziale lassen sich, je nach Strecke, durch Rekuperation über den im Antriebsstrang eingebauten Elektromotor erzielen. Das e-Waste Heat Recovery System ist laut Mahle wartungsfrei und kann durch seine kompakte Bauweise auch nachträglich an allen gängigen Modellen angebracht werden. Eine Amortisation finde, ausgehend von einem Dieselpreis von 1,30 Euro, im Mittel nach rund zwei Jahren statt, heißt es.

Mahle e-Waste Heat Recovery System
Das Mahle e-Waste Heat Recovery System ist wartungsfrei und kann aufgrund kompakter Bauweise auch nachträglich an allen gängigen Modellen angebracht werden. Bild: fu

Ein großes Potenzial zur Energieeinsparung wie auch zur Reduzierung von Geräsuch und Abgasemissionen liegt laut Mahle in einer völlig neu gedachten Standklimatisierung für Nutzfahrzeuge, die insbesondere in den Ruhepausen der Fahrer eine wichtige Rolle spiele. Anstelle der üblichen beiden Systeme - rein elektrisch angetriebener Kompressor und Antrieb über einen Dieselgenerator - setzen die Mahle-Ingenieure mit ihrer Adsorptions-Standklimatisierung auf ein gänzlich neues Funktionsprinzip ohne die Notwendigkeit eines mechanischen Kompressorantriebs. Bei diesem system könne man von einem thermischen Kompressor sprechen, da der kälteerzeugende Prozess mit Wärme angetrieben werde, heißt es. In einem abgeschlossenen Zylinder verdampft das natürliche Kältemittel Methanol und kühlt dabei ein Kühlmittel auf zirka fünf °C ab, das anschließend zur Kabinenklimatisierung genutzt wird. Es adsorbiert dabei in einer Aktivkohleschicht und erwärmt diese auf etwa 40 °C (Abwärme). Dieser Nutzprozess läuft bis zur Adsorption des gesamten Methanols von selbst ab, das heißt ohne externen Antrieb. Im anschließenden Regenerationsprozess wird die Aktivkohle auf rund 110 °C (Antriebswärme) erhitzt und das Methanol dadurch ausgetrieben. Es kondensiert bei zirka 40 °C. Der Prozess kann damit von vorne beginnen. Während dieser Regeneration übernimmt ein zweiter Zylinder im Wechsel die Klimatisierung.

Mahle Befeuchter für Brennstoffzelle
Im Flachmembranbefeuchter strömen Ab- und Zuluft, getrennt von Membranen, im Kreuzstrom. Bild: Mahle

Für den Brennstoffzellenantrieb in Nutzfahrzeugen sieht man bei Mahle eine gute Prognose. Hohe Stückzahlen seien innerhalb der nächsten fünf Jahre vor allem von asiatischen Herstellern zu erwarten. Aber auch weltweit würden sich gerade für schwere Nutzfahrzeuge neue Chancen eröffnen. So hat man beim Zulieferer ein weitreichendes Portfolio an Entwicklungen, zu dem etwa für das komplexe Thema Luftmanagement ein hocheffektives Filtermedium zählt, das aus mehreren Schichten aufgebaut ist. Für das Thema Ölbeimengung zählen Hochdrehzahl-Rollenlager mit Fettschmierung, die durch eine von Mahle entwickelte Dichtung gegen Fettabgabe in Richtung Brennstoffzelle geschützt sind. Auf den empfindlichen Wasserhaushalt einer Polymerelektrolyt-Brennstoffzelle gibt Mahle Antworten in Form eines Flachmembranbefeuchters, den man mit Verbundpartnern im Rahmen eines vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Projekts entwickelt hat. Ab- und Zuluft strömen hier getrennt von Membranen im Kreuzstrom. Über die Membranoberfläche findet dabei ein Feuchteaustausch statt. Auch die Themenbereiche Diagnose und Überwachung der Brennstoffzellenstacks habe man im Auge, hört man von den Mahle-Verantwortlichen. Das Fuel Cell Monitor Modul verfügt über zwei Mikroprozessoren, die Signale aus dem Brennstoffzellenstack verarbeiten und Rückmeldung an das zentrale Steuergerät geben. Im Bedarfsfall kann die Spannung im Brennstoffzellenstack direkt über ein Halbleitermodul entladen werden.