Auf dem Weg zu klimafreundlicher Mobilität gewinnt die Elektromobilität zunehmend an Bedeutung. Damit Elektroautos im Alltag noch besser bestehen können, müssen sie nicht nur emissionsarm, sondern auch effizient und komfortabel sein, insbesondere unter extremen Wetterbedingungen. Genau hier setzt ein großangelegtes europäisches Forschungsprojekt an, an dem das ThIMo gemeinsam mit elf weiteren Partnern aus Wissenschaft und Industrie beteiligt ist.
Ein von zentralen Problemen heutiger batterieelektrischer Fahrzeuge (BEV) ist das effiziente Thermomanagement. Gerade das Heizen im Winter oder das Kühlen im Sommer verbraucht viel Energie aus der Batterie und kann die Reichweite deutlich verringern. Im Projekt AETHER „Advanced Thermal Comfort and Energy Management for Personalized, Efficient and Weather-Aware Electric Vehicle Operation" entwickeln deshalb insgesamt zwölf europäische Projektpartner Lösungen, die diese Energieflüsse intelligenter und sparsamer steuern und gleichzeitig für ein angenehmes Innenraumklima sorgen. Der Schwerpunkt der Forschungsarbeiten liegt auf leichten Fahrzeugen bis 3,5 Tonnen, sogenannten Light Duty Vehicles (LDV), sowie auf leichten Nutzfahrzeugen, den Light Commercial Vehicles (LCV).
Das ThIMo koordiniert mit seiner Kernkompetenz Fahrzeugtechnik das Projekt und dient mit seiner spezialisierten Infrastruktur als zentraler Test- und Entwicklungsstandort des Projekts. Sein Hochleistungs-Vierräder-Rollenprüfstand in einer Klimakammer (MASTER) in Kombination mit der virtuellen Straße – Simulations- und Testanlage (VISTA) ermöglicht die realitätsnahe Erprobung des Betriebs von Elektrofahrzeugen unter extremen Temperatur- und Wetterbedingungen mit Unterstützung durch drahtlose Fahrzeug- und Smart-City-Kommunikation. Inhaltlich getragen werden die Arbeiten von der Arbeitsgruppe „Smart Vehicle Systems" um Dr. Valentin Ivanov, einem international anerkannten Experten für smarte Fahrzeugsysteme und Elektromobilität, sowie vom Fachgebiet Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik (HMT), das seine Expertise insbesondere in die Untersuchung der Smart-City-Kommunikation und der elektromagnetischen Feldexposition einbringt. Mit dabei ist ebenfalls das TITK e.V. in Rudolstadt, einem An-Institut der TU Ilmenau und einem wichtigen strategischen Partner des ThIMo. Ziel ist es, basierend auf einem breiten europäischen Netzwerk aus Partnern in Wissenschaft und Industrie komplexe Mobilitätslösungen zu entwickeln und Innovationen schneller in die Anwendung zu bringen.
Im neuen Projekt untersuchen die Forschenden zunächst, was Fahrerinnen und Fahrer tatsächlich als angenehm empfinden. In Fahrsimulatoren, realitätsnahen Fahrversuchen und groß angelegten Befragungen erfassen sie die Bedürfnisse der Nutzer. Auf dieser Basis sollen personalisierte, KI-gestützte Klimasysteme entstehen – also intelligente Regelungen, die mithilfe Künstlicher Intelligenz automatisch erkennen, wie warm oder kühl es im Fahrzeug sein sollte, und den Energieverbrauch entsprechend optimieren.
Die Künstliche Intelligenz übernimmt dabei eine Art Energiemanagement im Fahrzeug: Sie verteilt die verfügbare Energie zwischen Fahrbetrieb, Batterie und Innenraumklimatisierung so, dass möglichst wenig Reichweite verloren geht. Zusätzlich können externe Informationen wie Wetterdaten oder digitale Dienste aus „Smart Cities" einbezogen werden – also aus Städten, die Verkehr und Energie digital vernetzen.
Neben der Steuerungssoftware entwickeln die Projektpartner auch nachhaltige und kostengünstige Materialien, Systeme und Komponenten, die das Gesamtsystem effizienter machen. Dazu gehören sogenannte Phasenwechselmaterialien (PCM) – spezielle Stoffe, die Wärme wie ein thermischer „Puffer" speichern und wieder abgeben können, um die Innenraumtemperatur stabil zu halten – sowie ölfreie Zentrifugalkompressoren für die Klimaanlage, die energieeffizienter arbeiten als herkömmliche Systeme. Hinzu kommen moderne Leistungselektronik-Bauteile auf Basis sogenannter Wide-Bandgap-Halbleiter, besonders effizienter elektronischer Materialien, die weniger Energie als Wärme verlieren, sowie additiv gefertigte Wärmetauscher aus dem 3D-Drucker, die Wärme besonders effektiv übertragen. Auch Geräusch- und Vibrationsaspekte werden berücksichtigt, um den Fahrkomfort weiter zu verbessern.
Die entwickelten Lösungen werden anschließend in virtuellen Simulationen, kombinierten Testumgebungen und realen Fahrzeugdemonstratoren erprobt. Geprüft wird unter anderem, wie stark sich Energieeinsparungen realisieren lassen, wie sich der Komfort verbessert und wie zuverlässig die Systeme auch bei extremen Temperaturen funktionieren.
„Ziel ist es, Elektrofahrzeuge so weiterzuentwickeln, dass sie sich in jeder Alltagssituation effizient, komfortabel und zuverlässig nutzen lassen. Das Projekt AETHER verbindet dafür Grundlagenforschung und industrielle Anwendung, um Elektromobilität nachhaltiger, intelligenter und alltagstauglicher zu gestalten – und damit den Umstieg auf klimafreundliche Mobilität aktiv zu unterstützen", so Dr. Valentin Ivanov.
Das auf drei Jahre angelegte Projekt startet am 1. Juni 2026 und wird von der Europäischen Union mit insgesamt 6.000.000 Euro gefördert, davon mehr als 650.000 Euro für die TU Ilmenau. Zum Projektkonsortium gehören neben der TU Ilmenau und dem TITK die Armengaud Innovate GmbH (Österreich), AVL Deutschland GmbH, Bluways International (Belgien), Dumarey Automotive Italia, Garrett Motion (Tschechien), das Politecnico di Torino (Italien), SODA Auto (Großbritannien), die Technische Universiteit Delft (Niederlande), die Universiteit Gent (Belgien) und Alpha Engineering (Litauen).
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