Sensorik für E-Fahrzeuge PFAS-freie Kältemittel verändern die Sensorik im Thermomanagement

Propan gilt als Option für PFAS-freie und klimafreundlichere Thermomanagementsysteme in Elektrofahrzeugen, bringt wegen seiner Brennbarkeit aber neue Anforderungen an Überwachung und Regelung mit sich. Sensata hat einen kombinierten Druck- und Temperatursensor für R290-Systeme vorgestellt.

Sensata Technologies hat einen neuen Druck- und Temperatursensor für Thermomanagementsysteme mit dem Kältemittel R290 vorgestellt. R290 ist die Bezeichnung für Propan und wird von Automobilherstellern zunehmend als mögliche Alternative zu fluorierten Kältemitteln geprüft. Der neue Sensor richtet sich ausdrücklich an batterieelektrische Fahrzeuge, Plug-in-Hybride und weitere elektrifizierte Plattformen mit R290-basierten Klima- und Wärmepumpensystemen.

Warum wird Propan in dieser Anwendung interessant? Der Hintergrund ist ein Wandel bei den eingesetzten Kältemitteln. Sensata verweist sowohl auf Anforderungen an ein niedrigeres Treibhauspotenzial als auch auf Strategien für PFAS-freie Kältemittel. R290 besitzt ein sehr niedriges Global-Warming-Potenzial und enthält keine fluorierten Bestandteile. Gleichzeitig stellt Propan die Entwickler jedoch vor andere Herausforderungen, denn das Kältemittel ist brennbar, weshalb Leckagen und Betriebszustände besonders zuverlässig überwacht werden müssen.

Druck und Temperatur in einem Sensor

Sensatas neuer „R290 Pressure + Temperature“-Sensor kombiniert die Messung von Druck und Temperatur in einem Bauteil. Nach Angaben des Herstellers soll dies eine präzisere Regelung und Diagnose komplexer Thermomanagementsysteme ermöglichen. Die Messwerte werden unter anderem für Klimatisierung und Wärmepumpenregelung benötigt. Gleichzeitig sollen sie dabei helfen, den Zustand des Kältemittelkreislaufs zu überwachen und mögliche Abweichungen frühzeitig zu erkennen. Sensata nennt dafür ein auf geringe Leckage ausgelegtes Sensordesign sowie eine robuste Ausführung für den Einsatz im Fahrzeug.

Zur Integration stehen laut Hersteller sowohl analoge Schnittstellen als auch eine LIN-Anbindung zur Verfügung. Damit lässt sich der Sensor je nach Fahrzeugarchitektur entweder unmittelbar analog auslesen oder in die bestehende Fahrzeugkommunikation einbinden.

Neue Anforderungen durch R290

Der Wechsel des Kältemittels betrifft nicht nur den eigentlichen Kältekreislauf. Auch Sensorik, Diagnose und Regelung müssen an die Eigenschaften des neuen Mediums angepasst werden. Bei R290 gewinnt insbesondere die zuverlässige Überwachung von Druck und Temperatur an Bedeutung. Beide Größen liefern Informationen über den Betriebszustand des Systems und sind damit sowohl für die Effizienz der Wärmepumpe als auch für einen sicheren Betrieb relevant. Sensata sieht deshalb neben der eigentlichen Messgenauigkeit speziell kurze Reaktionszeiten und eine geringe Leckagerate als wichtige Anforderungen an die Sensorik.

Gerade im Elektrofahrzeug hat das Thermomanagement inzwischen mehrere Aufgaben gleichzeitig zu erfüllen. Neben dem Fahrgastraum müssen unter anderem Batterie und Leistungselektronik in geeigneten Temperaturbereichen gehalten werden.

Regulatorik treibt die Suche nach alternativen Kältemitteln

Der Wechsel zu R290 ist allerdings nicht allein eine Folge der PFAS‑Diskussion. In Europa gelten parallel bereits strengere Vorgaben für fluorierte Treibhausgase. Die EU-F-Gas-Verordnung 2024/573 verschärft schrittweise Anforderungen und Beschränkungen für verschiedene Kälte-, Klima- und Wärmepumpenanwendungen. Parallel befindet sich auf EU-Ebene eine weitreichende Beschränkung von PFAS im REACH‑Verfahren. Der Vorschlag umfasst auch Anwendungen fluorierter Gase und den Verkehrssektor. Das Verfahren ist allerdings noch nicht abgeschlossen; ein generelles PFAS-Verbot für Fahrzeugkältemittel besteht derzeit nicht.

Für Fahrzeughersteller erhöht diese Entwicklung dennoch den Druck, alternative Kältemittel und entsprechende Systemarchitekturen frühzeitig zu bewerten. R290 gehört dabei zu den Optionen, weil es weder ein fluoriertes Treibhausgas noch ein PFAS ist. Mit dem neuen P+T-Sensor versucht Sensata, genau diese Umstellung auf der Sensorseite zu unterstützen. (sb)

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