- Jaguar Land Rover präsentiert mit dem „Warmluftmantel" eine energieeffiziente neue Technologie zur Klimatisierung von Fahrzeugen
- 30 Prozent leichtere Sitze und Komponenten aus einem Kohle- und Flachsfaser-Gemisch senken das Fahrzeuggewicht
- Hauchdünne gedruckte Elektro-Schaltkreise sollen Kabelbäume und elektrische Komponenten ersetzen
Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagensysteme (Heating, Ventilation and Air Conditioning, HVAC) sind energieintensiv und benötigen entsprechend viel Kraftstoff oder elektrische Energie aus dem Akku eines batterieelektrischen Fahrzeugs (Battery Electric Vehicle, BEV). Deshalb arbeitet Jaguar Land Rover in einem Forschungsprojekt daran, die benötige Energie zur Erwärmung und Kühlung eines Fahrzeugs entscheidend zu reduzieren.
Dr. Wolfgang Epple, Direktor Forschung und Technologie, Jaguar Land Rover, sagt: „eutige HVAC-Systeme können 8 bis 10 kW des Akkus eines elektrischen Fahrzeugs beanspruchen – genug, um die Reichweite um bis zu 40 Prozent zu verringern. Bei einem Verbrennungsmotor kann die Klimatisierung die Reichweite um bis zu 20 Prozent senken. Wir haben das Thermomanagement des Fahrzeuginnenraums überdacht. Unsere Ziele sind gesteigerte Kraftstoffeffizienz, reduzierte Emissionen und eine vergrößerte Reichweite
zukünftiger BEV. Wir entwickeln neue Methoden zum Beheizen und Kühlen des Innenraums, um entscheidende Einsparungen beim Energieverbrauch zu realisieren."
Anstatt die Temperatur der einströmende Luft kontinuierlich zu regulieren, untersucht Jaguar Land Rover, wie eine „Luftblase" im Fahrzeuginneren einmalig erwärmt oder gekühlt werden kann. Danach halten innovative HVAC-Technologien die Temperatur und Qualität dieser Luftblase konstant. Dazu gehört beispielsweise Infrarot-reflektierendes Glas, das ideal auf die jeweilige, regionale Sonneneinstrahlung abgestimmt ist. Indem das Glas Sonnenstrahlen reflektiert, sinkt die für die Kühlung des Fahrzeuginnenraums benötigte Energie. Damit die Atemluftqualität der Blase erhalten bleibt, wird die Innenraumluft durch einen speziellen Filter im Kofferraum geleitet. Dieser entfernt CO2, Feuchtigkeit und Schmutzpartikel und erzeugt im Fahrzeug eine bessere Luftqualität als außerhalb.
Energieeffizienter Warmluftmantel
Zukünftig ist es vielleicht nicht einmal notwendig, die gesamte Luft im Fahrzeuginneren aufzuheizen oder zu kühlen. Stattdessen könnte Luft aus perforierten Sitzoberflächen die Passagiere direkt wärmen oder kühlen. Flache Infrarot-Heizpaneele, unsichtbar in Sonnenblenden, Türen, Handschuhfachklappe und an den Seiten des Mitteltunnels verbaut, umgeben und wärmen jeden Passagier individuell. Dieser „Warmluftmantel" umhüllt den Fahrgast und schafft ihm ein eigenes Mikroklima, ohne den kompletten Fahrzeuginnenraum zu erwärmen. Da sich die Paneele schnell und effektiv aufheizen und ein beinahe unmittelbares Wärmegefühl erzeugen, könnte der Energieverbrauch signifikant sinken. Erste Tests der kombinierten Technologien ergaben einen halbierten Energiebedarf des HVAC-Systems von 8 bis 12 kW auf 4 bis 6 kW.
„Es ist essentiell, Gewicht einzusparen, um den Kraftstoffverbrauch zu senken und Emissionen zu reduzieren. Die Ingenieure von Jaguar Land Rover sind weltweit führend bei der Entwicklung von Leichtbau-Karosserien, die das Fahrzeuggewicht verringern und so Handling, Kraftstoffverbrauch sowie Emissionsausstoß optimieren. Dabei gehen sie weit über die Strukturen der Leichtbaukarosserie hinaus und betrachten jede einzelne Komponente des Fahrzeugs – vom Ersetzen traditioneller Kabelbäume durch gedruckte Elektronik bis zur Entwicklung von Prototypensitzen, die viel leichter als die heutigen sind",
ergänzt Dr. Epple. „Jaguar Land Rover untersucht außerdem den Einsatz von Kohlefasern in zukünftigen Fahrzeugen, indem diese mit innovativen Materialien wie Flachs verbunden werden. Darüber hinaus stehen neue Fertigungstechnologien im Fokus des Interesses, um Kohlefaser-Komponenten in größerer Menge zu produzieren, als es heute möglich ist."
Das Forschungsteam von Jaguar Land Rover untersucht, ob kupferbasierte Kabelbäume und elektronische Komponenten durch hauchdünne gedruckte Elektro-Schaltkreise ersetzt werden können, wie sie aktuell bei gewölbten Fernsehbildschirmen zum Einsatz kommen. Die Technologie könnte bei Features wie Instrumenten, Schaltern, Sensoren, Beleuchtung, Heizung und Displays als gewichts- und platzsparende Alternative zu traditionellen Kabelbäumen dienen.
Neuer Sitzkomfort – leichtgewichtig und nachhaltig
Die neue, leichtgewichtige Kunststoff-Sitzstruktur von Jaguar Land Rover nutzt das Umformverfahren „Thermoplastische Stanztechnik". Sie wiegt 30 Prozent weniger als eine vergleichbare, stahl-basierte Konstruktion. Die innovative PLACES-Sitztechnologie nutzt strukturelle Komponenten als Teil des Komfortsystems und ermöglicht die Teilekonsolidierung, um Gewicht zu sparen. Bei gleichbleibendem Komfort werden Sitzpolster und Stoffbezüge optimiert, was zu einer niedrigeren Schaumtiefe und schlankeren Sitzprofile führt und mehr Freiraum im Fahrzeuginneren schafft.
Das CARBIO-Projekt von Jaguar Land Rover konzentriert sich darauf, Kohlefasern bei gleichzeitig verbesserten NVH-Eigenschaften (Noise, Vibration, Harshness) umweltfreundlicher sowie kosteneffektiver zu gestalten. CARBIO kombiniert Schichten aus Kohlefasern und Flachs mit umweltfreundlichem Harz aus Cashewnuss-Öl. Flachs ist ein natürliches und nachhaltiges, pflanzliches Material, das über hervorragende, geräuschdämmende Eigenschaften verfügt. Der Materialmix kombiniert die Stärke und Gewichtsvorteile der Kohlefaser mit der Nachhaltigkeit und Kosteneffizienz von Flachs. Während die Herstellungskosten von CARBIO denen traditioneller Kohlefaser entsprechen, sind die Materialkosten der Kohlefaser-Flachs-Mischung um ein Drittel günstiger.
Komponenten aus CARBIO sind 28 Prozent leichter als Aluminium und 55 Prozent leichter als Stahl. Flachs verbessert die NVH-Eigenschaften, sodass eine CARBIO-Komponente weniger geräuschdämmendes Außenmaterial als Kohlefaser, Aluminium oder Stahl benötigt. Dadurch ergibt sich ein noch höheres Einsparpotenzial beim Gewicht.
Jaguar Land Rover:
- Jaguar Land Rover wird 2015/16 voraussichtlich 3,5 Mrd. £ (rund 4,8 Mrd. € für die Entwicklung neuer Fahrzeuge und Investitionsausgaben aufwenden. Im selben Zeitraum bringt das Unternehmen von seinen britischen Werken aus zwölf neue und überarbeitete Fahrzeugmodelle auf den Markt, wie den in Solihull produzierten Jaguar F-PACE.
- In den letzten fünf Jahren verdreifachte Jaguar Land Rover seinen Umsatz, verdoppelte die Verkäufe und die weltweite Belegschaft auf knapp 36.000 Mitarbeiter.
- Jaguar Land Rover hat in den letzten vier Jahren etwa 2.000 junge Menschen als Absolventen oder Lehrlinge eingestellt.
- Jaguar Land Rover beschäftigt 8.000 Ingenieure und Techniker an den beiden britischen Produktentwicklungszentren in Gaydon und Whitley sowie am Forschungszentrum an der Universität von Warwick
