OSNATECH wird nun in Zusammenarbeit mit der Hochschule Osnabrück die Entwicklung eines energieeffizienten, lüfterlosen Infrarot-Flächenheizsystems zur Einbringung in Fahrzeuge (Nutzfahrzeuge und PKW) entwickeln. Zum Einsatz kommt die Kerntechnologie des Unternehmens: Die Erwärmung von Materie mittels Carbon Nano Tube-Technologie (CNT).

Bereits seit Jahren entwickelt und fertigt OSNATECH als erstes Unternehmen weltweit elektrische Heizsysteme auf Basis der CNT-Technologie.  Insofern kann das Unternehmen mit Recht als Pionier von Nano-Heizungen bezeichnet werden.

Der OSNATECH-Ansatz basiert auf CNT-Technologie mit ihren besonderen technologischen Eigenschaften. Diese besteht vor allem darin, einen nennenswerten infraroten Strahlungsanteil bereits bei niedrigeren Temperaturen mit geringerem Energiebedarf zu erzeugen als denen klassischer Werkstoffe.

In der Gebäudetechnik hat dieses Verfahren bereits Einzug gefunden. Für die Serienertüchtigung in Elektrofahrzeugen bedarf es jedoch einer Weiterentwicklung der Applikations- und Kontaktierungstechnologie sowie eines Verfahrens zur Aufbringung auf komplexe Fahrzeugteile. Dies ist eine der Kompetenzen, die von den Entwicklungspartnern der Hochschule Osnabrück in das gemeinsame Forschungsvorhaben eingebracht werden.

Prof. Dr.-Ing. Christian Schäfers, Labor für Karosserieentwicklung & Leichtbau, Hochschule Osnabrück

„Die Elektromobilität stellt uns vor spannende Herausforderungen, die es für die zukünftigen Fahrzeuggenerationen zu beachten gilt”  sagt Prof. Dr.-Ing. Christian Schäfers von der Hochschule Osnabrück.

“Viele Aspekte sind naheliegend wie die Batterietechnologie oder der Leichtbau. Aber darüber hinaus gibt es noch zahlreiche weitere neue Anforderungen, zum Beispiel auch die Innenraumheizung. Das bisherige Konzept über die Abwärme des Motors funktioniert bei Elektrofahrzeugen nicht mehr und so gilt es auch hier, neue Wege zu beschreiten. Einen vielversprechenden Ansatz ermöglichen hier die Nano-Heiztechnologie, die wir gemeinsam mit der OSNATECH GmbH für den Einsatz in Elektrofahrzeugen weiterentwickeln dürfen.“

Der bisherige Stand der Technik bei Fahrzeugheizungen basiert noch immer auf Systemen, die Abwärme eines Verbrennungsmotors zur Erwärmung und mittels eines Lüfters zur Umverteilung nutzen. Bei Elektrofahrzeugen bietet sich diese Möglichkeit nicht. Daher wird hier ein klassisches Heizgewebe oder eine Wärmepumpe zur Wärmegewinnung eingesetzt und diese mittels Lüfter verteilt.

Für die weiteren Entwicklungsschritte der Elektromobilität stellt die effektive und effiziente Beheizung von Fahrzeuginnenräumen eine zentrale Herausforderung dar, weil die Abwärme des Verbrennungsmotors entfällt. Bisherige Technologien wirken wegen ihres hohen Energiebedarfs nicht mehr zeitgemäß und schränken signifikant die Reichweite rein elektrisch betriebener Fahrzeuge ein. Neuere Wärmepumpen hingegen bilden zwar effizientere, technisch aber recht komplexe Lösungen.

 Nano-Wärmetechnologie im Test: Eine CNT-Heizschicht appliziert auf einem Armaturenträger

Testfahrten des ADAC zusammen mit dem österreichischen Automobilclub ÖAMTC ergaben, dass bereits bei einer Außentemperatur von 0°C im Vergleich zu einer Außentemperatur von 20 °C Reichweitenverluste von bis zu 50% möglich sind.

Das energieeffiziente Beheizen elektrischer Fahrzeuge stellt insofern eine der größten Herausforderungen für die Fahrzeugindustrie dar, da dieses einen sehr sensiblen Bereich dieses Fahrzeugtyps darstellt: Das Reichweitenproblem

Bis zur Serienreife entwickelt werden soll ein Verfahren zur Aufbringung der Nano-Partikel in einem Schichtaufbau auf das Trägermaterial, z. B. Karosserieteile (… ein entsprechendes Verfahrenspatent dazu ist seit kurzem von der OSNATECH GmbH angemeldet).

Dieses Verfahren  bietet den Vorteil, gezielt die erforderliche Leitung/Temperatur mittels der Schichtauftragsstärke auf unterschiedlichen Geometrien in einem Prozess abzubilden.

Aber von der handgemachten Prototyperstellung bis zur industriellen Fertigung ist es ein weiter Weg. Mit Unterstützung des Bundes und der Hochschule Osnabrück wird jetzt ein Projekt gestartet, welches im Ergebnis die Reichweite elektrisch betriebener Fahrzeuge im Winter deutlich steigert.

Folgende technische Funktionalitäten sollen im Projekt erarbeitet werden:

  • Beheizung von Fahrzeuginnenräumen mittels Flächenheizung und infraroter Strahlung
  • Signifikante Reduktion der benötigten Heizenergie mittels CNT-Technologie
  • Auf unterschiedlichste Bedarfe anpassbares Applikationsverfahren
  • Reduktion von Produktionsschritten/-kosten durch individuelle Anpassbarkeit.

Bene Nintemann, Gründer und Gesellschafter der OSNATECH GmbH

Bene Nintemann, Gründer und Gesellschafter der OSNATECH GmbH, bekräftigt:

„Wir sind sehr stolz, dass wir nach etwa 12 Monaten intensiver Vorbereitung dieses Projekt in Angriff nehmen können. Ohne die tatkräftige Unterstützung durch Prof. Schäfers mit seinem engagierten Team von der Hochschule Osnabrück und der finanziellen Unterstützung durch den Bund wäre eine solch komplexe Entwicklung nicht möglich gewesen!“ 

Fragen zum Projekt bitte an info [at] osna-tech.de