Thermomanagement entscheidend für Elektromobilität Alles wird elektrifiziert – aber nichts darf überhitzen

Thermomanagement ist eine Schlüsseltechnologie der Mobilitätswende. Es entscheidet darüber, ob ein Fahrzeug unter realen Bedingungen seine Funktionen zuverlässig bereitstellt oder an thermischen Grenzen scheitert. Denn wenn zentrale Steuergeräte, Inverter oder Sensorik überhitzen, sind nicht nur Komfort und Effizienz beeinträchtigt, sondern mitunter auch Sicherheit und Vertrauen in die Technik.

Feierabendverkehr in München, an einem heißen Tag im Juli: Auf dem Mittleren Ring herrscht stockender Verkehr, das Thermometer zeigt 34 Grad. Der Fahrer eines vollelektrischen Fahrzeugs kämpft sich im Stop-and-go durch den Stau. Die Klimaanlage läuft auf Hochtouren, während Batterie, Rekuperationseinheit, Innenraumlüftung und die zentrale Steuerungseinheit für Infotainment und Fahrerassistenzsysteme gleichzeitig beansprucht werden. Das Navigationssystem verarbeitet Echtzeitdaten für eine alternative Route, der Sprachassistent antwortet auf Befehle, und der Parkplatzassistent scannt in der Seitenstraße freie Lücken. Plötzlich wird das Touchdisplay träge, ein Warnsymbol erscheint: „Systemtemperatur kritisch – Funktionen eingeschränkt“. Sekunden später setzt das digitale Cockpit kurz aus – das Fahrzeug reduziert automatisiert die Leistung der Komfortfunktionen.

Die Situation ist nicht außergewöhnlich, aber sie macht deutlich, wie sehr moderne Fahrzeugsysteme von einer stabilen Temperaturführung abhängen. Dabei geht es längst nicht mehr nur um den klassischen Kühlkreislauf. Kühlung wird zur Systemdisziplin – als Verbindung von Hardware, Sensorik, Software und Echtzeitregelung. In einer Umgebung, in der Rechenleistung, Energiefluss und Fahrfunktionen in Echtzeit zusammenspielen, wird Überhitzung schnell zum Engpass. Was früher lediglich der Motorlüfter regelte, ist heute ein hochkomplexes, vernetztes System aus Sensoren, Lüftern, Pumpen und Algorithmen. Die Herausforderung hierbei: Leistung, Sicherheit und Komfort dauerhaft sicherzustellen.

Wärmemanagement als Systemfunktion

Die Elektrifizierung des Fahrzeugs findet längst nicht mehr nur im Antriebsstrang statt. Sitze, Ladegeräte, HVAC-Systeme, Assistenzsensorik, digitale Cockpits und zentrale Steuergeräte – alles wird elektrisch betrieben und vernetzt, geregelt. Doch mit jeder neuen Funktion steigt auch die Verlustwärme, oft lokal konzentriert, auf engem Bauraum. Kühlung wird damit zur Grundvoraussetzung für Funktionssicherheit und Effizienz.

Besonders klar wird die Notwendigkeit eines umfassenden Wärmemanagements, wirft man erneut einen Blick auf das geschilderte Beispiel: Als Fahrer eines Elektroautos besteht eine ganz andere Erwartungshaltung als diese etwas im Zeitalter eines klassischen Benziners vorlag. Ein modernes Fahrzeug soll alle bekannten Annehmlichkeiten der Mobilität und noch viel mehr bieten – und zugleich verlässlicher als jemals zuvor seine Dienste tun. Diese Kombination aus Anspruch, Abnehmern und Komplexität macht Wärmemanagement zur neuen Kür im Automobilsektor.

Neue Hotspots in der Fahrzeugarchitektur

Mit dem Aufkommen zentraler Fahrzeugrechner, zonaler Steuerarchitekturen und Software-definierter Fahrzeugfunktionen, entstehen neue thermische Hotspots: Leistungsfähige Steuergeräte ersetzen viele kleine ECUs – mit der Konsequenz, dass die Wärmeentwicklung nicht mehr verteilt, sondern punktuell auftritt. Komponenten wie Inverter, Ladeeinheiten oder Bordnetzsteuergeräte verlangen präzise Temperaturführung, ebenso wie Cockpit-Systeme mit permanent laufender Datenverarbeitung.

Gleichzeitig steigen die Anforderungen an Komfortfunktionen wie Sitzklimatisierung oder Luftqualitätssysteme, die ebenfalls Energie benötigen und thermisch wirken – oft bei geringer Luftzirkulation und in engen Einbauräumen. All diese Systeme müssen nicht nur stabil arbeiten, sondern auch langlebig und effizient sein und dabei möglichst geräusch- und vibrationsarm.

Was moderne Kühlsysteme leisten müssen

Gute Kühlung bedeutet heute mehr als Temperaturreduktion. Entscheidend sind ein geringer Platzbedarf, geräuscharmer Betrieb, Energieeffizienz, modulare Skalierbarkeit und eine flexible Steuerbarkeit. Smarte Thermomanagementlösungen koppeln Lüfter, Pumpen, Sensorik und Steuergeräte direkt mit dem Bordnetz. Sie kommunizieren über CAN, Ethernet oder FlexRay und passen sich dynamisch an Umgebungstemperaturen, Lastzustände und Fahrzeugarchitektur an und das auch bei teilredundanter Auslegung oder Funktionen im Over-the-Air-Update-Zyklus.

Thermomanagement als Systemkompetenz

Ein Anbieter, der diese Anforderungen in der Praxis abbildet, ist Delta Electronics, führender Spezialist für Leistungselektronik und Thermomanagement. Delta bietet ein breites Portfolio an thermischen Systemlösungen – von HVAC-Gebläsen über Mikrolüfter für Cockpitsysteme bis hin zu elektrischen Kühlpumpen für Hochvoltkomponenten. Die Lösungen decken Spannungen von 12 bis 48 V, Leistungen bis 500 W und Anwendungen in Antrieb, Innenraum, Steuergeräten und Komfortmodulen ab.

Im Antriebsstrang finden solche Komponenten beispielsweise Einsatz in der Kühlung von Wechselrichtern, elektrischen Pumpen und Entkoppelsystemen. In HVAC-Systemen sorgen kompakte BLDC-Gebläsemotoren für energieeffizienten und geräuscharmen Betrieb – sowohl in zentralen Einheiten als auch in ergänzenden Modulen im Heckbereich. Auch in Umfeldern wie Radar-, Kamera- und Lidarsteuerungen mit hohem Rechenleistungsbedarf ist gezielte Kühlung entscheidend, um die thermische Stabilität und Funktionssicherheit unter realen Einsatzbedingungen zu gewährleisten.

Cockpit, Cloud und Kontrolle: Neue Anforderungen an das Thermodesign

Besonders sensibel ist der Bereich des digitalen Cockpits. Hier entstehen durch die Zentralisierung von Funktionen wie Infotainment, Navigation oder Sprachsteuerung hochdynamische Temperaturprofile. Die eingesetzten Hochleistungsrechner benötigen gezielte, adaptive Kühlung, bei minimalem akustischem Eindruck und hoher Komponentendichte. Gefragt sind Miniaturlüfter mit steuerbarer Klangcharakteristik, die sich automatisiert montieren und in digitale Steuerungsnetzwerke einbinden.

Zugleich wächst die Bedeutung von Software-gestütztem Thermomanagement: Adaptive Regelstrategien, die auf Betriebsdaten reagieren, lernen aus dem Fahrzeugbetrieb. Durch Cloud-Anbindung und den Einsatz künstlicher Intelligenz lassen sich Kühlstrategien vorausschauend anpassen, beispielsweise für extreme Bedingungen, Flottennutzung oder individualisierte Fahrprofile. Thermisches Verhalten wird damit Teil des übergreifenden Software-Stacks im Fahrzeug.

Zonale Plattformen: Konzentrierte Leistung, fokussierte Kühlung

Der Übergang zu zonalen Steuerarchitekturen verstärkt diesen Trend. In zonal organisierten Fahrzeugen wird die Steuerung auf wenige leistungsfähige Knotenpunkte je Fahrzeugbereich konzentriert. Das reduziert Kabelaufwand und vereinfacht Updates – erhöht, aber lokal die thermische Belastung. Kühllösungen müssen hier nicht nur leistungsstark und platzsparend sein, sondern auch flexibel skalierbar und elektronisch integrierbar.

Zum Einsatz kommen zunehmend leichte, miniaturisierte Lüfterlösungen, die sich direkt in Zonencontroller integrieren lassen und bei Bedarf auch redundante Steuerfunktionen unterstützen. Entscheidend ist dabei eine hohe thermische Effizienz bei geringem Platzbedarf – insbesondere bei dicht gepackten Steuergeräteeinheiten mit multiplen Funktionen. (se)

Batterien, Brennstoffzellen und Wechselrichter

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