Geschäftsbericht 2018

Der Kreis
schließt sich

Mit dem E-Kompressor entwickelt sich MAHLE
weiter zum Gesamtsystemanbieter bei der Klimatisierung auch von E-Fahrzeugen
– und wird damit zum Enabler
der Elektromobilität

Die E-Mobilität benötigt viele Lösungen – MAHLE treibt sie an. Dabei ist die Batterie eine der wichtigsten Komponenten im Elektrofahrzeug – sowohl in puncto Kosten also auch in puncto Performance. In ihrer Bedeutung wird sie damit vergleichbar mit dem Verbrennungsmotor. Entsprechend sorgsam muss die Batterie behandelt werden. So entscheidet die richtige Temperatur sowohl über die Lebensdauer der Batterie als auch darüber, wie schnell sie geladen werden kann, und sogar über die Reichweite des Fahrzeugs. Wer die Batterie also richtig klimatisiert und sorgsam mit ihrer Kapazität umgeht, kommt mit ihr weiter. Der elektrische Kompressor von MAHLE wird damit zu einer Schlüsselkomponente im Klima- / Kältemittelkreislauf der elektrischen Fahrzeuge. Er sorgt für die richtige Temperatur im Innenraum – und damit für den Komfort der Insassen. Zudem ist er entscheidend für die richtige Temperierung der Batterie. Denn wenn die optimal läuft, läuft auch die E-Mobilität – hin zu einer perfekten Integration im Alltag.

»Die Stärke des E-Kompressors liegt im Detail. Und dieses Detail ist das Team, das zur Perfektion strebt.«

AKEEM FRANCIS, Elektroingenieur
Amherst, New York, USA

Viele Komponenten, präzise aufeinander abgestimmt, das ergibt den elektrischen Kompressor. Wie das Team, das länderübergreifend von den USA über Slowenien, Spanien, Ungarn und Deutschland intensiv am E-Kompressor arbeitet und dabei unterschiedlichste Disziplinen miteinander vereint.

E-Mobilität – ein Weltprojekt

Amherst, USA. Der zentrale Ort, an dem die Erfolgsgeschichte des E-Kompressors beginnt, liegt am Rande der USA. Hoch oben im Norden an der Grenze zu Kanada. Hier, wo die Temperaturen im Winter manchmal minus 30 Grad erreichen, geht es im Inneren des MAHLE Gebäudes um viel heiße Luft. Surren, piepen, Ruhe. In schallisolierten Räumen wird genau hingehört. Testen, nachjustieren, noch einmal testen. Präzision passiert da, wo das gewöhnliche Auge nichts mehr sieht. Hier in diesen Zwischenräumen halten sich die Ingenieure auf. Für absolute Perfektion. Ein Gang durch die Entwicklungsräume und Werkstätten zeigt zwischen Testgeräten, Schrauben und Sensoren, wie eine zentrale Komponente bei MAHLE von einer Idee zum Leben erweckt wird.

Im ersten Testraum ist ein E-Fahrzeug an vielen Kabeln und Testgeräten angeschlossen. Der E-Kompressor ist hier auf dem Prüfstand. John O’Brien, Systemingenieur, beginnt: „Der E-Kompressor ist ­für die Kühlung des Innenraums und der Batterie entscheidend – sowohl im Betrieb als auch beim­ Laden.“ Sein Teampartner Jonathan Hammond ­steht ihm zur Seite und setzt gleich fort: „Die durch den E-Kompressor bereitgestellte Kälteleistung ist entscheidend, um die Ladeleistung zu erhöhen. Somit kann man den Prozess beschleunigen.“ Damit benennt er eines der entscheidenden Merkmale, um die E-Mobilität so selbstverständlich in den ­Alltag zu integrieren, wie es heute noch die Verbrennungstechnologie ist. „Damit sich die Elektromobi­lität auf breiter Front durchsetzen kann, müssen wir das Endprodukt dem Verbraucher näherbringen. Das ist der Schlüssel zum Erfolg. Schnelles Laden ist dabei entscheidend.“ Weiter durch die Räumlichkeiten. Werkbänke, Schränke. Alle sind in ihre Arbeit vertieft.

Es ist Freitag. Delivery day. Die nächsten Prototypen gehen zum Kunden. Vereinzelt liegen immer wieder verschiedene Komponenten auf den Tischen. Sie stammen aus Slowenien oder Spanien, denn einige Kollegen sind nicht vor Ort. Während MAHLE Electric Drives in Slowenien den Motor liefert, „das Herz“, wie die Teamkollegen erklären, mit dem sich der E-Kompressor selbst antreibt und damit unabhängig vom Verbrennungsmotor wird, liefert MAHLE Electronics in Spanien „das Gehirn“ des E-Kompressors: die Leistungselektronik. Es sind jetzt diese Komponenten, die in Amherst so zusammengesetzt werden, wie es genau hier zuallererst geplant wurde. In diesem Zusammensetzen steckt der Unterschied, den MAHLE mit seinem E-Kompressor liefert: Präzision über alle Komponenten hinweg. Auch, weil MAHLE alle Komponenten selbst entwickelt. Und Präzision ist genau das, was MAHLE seit Tag 1 zu einem Vorreiter als Automobilzulieferer macht. Mit zahllosen Tests, akribischem Feingefühl und enorm viel Know-how.

Elektroingenieur Akeem Francis ist gerade ­dabei, eine Leiterprobe zu bestromen. Er dreht an einem kleinen Rad. Nach kurzer Zeit beginnt der Draht zu glühen, verformt sich – bricht. Extreme, um die Grenzen der Materialien unter bestimmten Rahmen­bedingungen zu testen. Es ist ein Extrem, das bei normalem Gebrauch im E-Fahrzeug nie erreicht wird. Aber wer die Grenzen kennt, kann die Sicherheit garantieren. In Sachen Hochspannung heißt das: keinen Berührungspunkt der elektrischen Ladung mit den Insassen im Fahrzeug. „Ich beschäftige mich hauptsächlich mit dem Isolationssystem des E-Kompressors“, bringt Akeem Francis seine Arbeit auf den Punkt. Sein Kollege John O’Brien bringt kurzerhand die Definition von Präzision auf ein charmantes, beispielloses Level, indem er stolz für seinen Kollegen nachjustiert: „Der Kunde interessiert sich zunehmend für den Isolationswiderstand, worauf sich Akeem konzentriert. Seine Arbeit ist für uns immens wichtig.“ Akeem Francis lächelt und ­ergänzt: „Wir müssen zwingend sicherstellen, dass die Fahrzeuginsassen und alle anderen Personen ­vor Situationen bewahrt bleiben, bei denen sie der Hochspannung der Batterie ausgesetzt werden könnten.“

Im Testraum: Jonathan Hammond (links) und John O’Brien (rechts) sorgen dafür, dass der E-Kompressor auf Herz und Nieren getestet wird.

»Elektromobilität ist wie ein Radrennen. Wer sich gleich nach dem Start verausgabt, wird nicht gewinnen. Der Sieg gehört jenen, die für das gesamte Rennen vorausplanen. Und genau das machen wir bei MAHLE.«

SEBASTJAN MASERA, Leiter Produktentwicklung
MAHLE Electric Drives, Šempeter pri Gorici, Slowenien
Brett Bowman lieferte die Ideen zur elektrischen Architektur für den Antrieb des E-Kompressors.
James Campbell hat den Blick fürs Detail bei allen Bauteilen.

Nur ein paar Meter weiter sitzt ein weiteres Teammitglied, James Campbell, Prototypen-Labortechniker, vor einigen Modulen. Seine Arbeit erklärt er mit einem übergreifenden, fast schon poetischen Bild: „Unser Engineering-Team entwickelt das Konzept und beauftragt die Fertigung der Bauteile. Danach landet alles bei mir.“ Auf die Frage, ob bei ihm Träume in die Realität umgesetzt werden, muss er lachen und bestätigt: „Das kann man wohl so sagen, ja.“ Seine Kollegin, Ingenieurin Shelly Hamilton, unterstützt ihn dabei: „Ich stelle die Komponenten entsprechend der gewünschten Konfiguration bereit und er baut sie zusammen. Anschließend führe ich einige Tests durch und prüfe, ob alle Einzelteile unseren Vorstellungen entsprechend funktionieren.“ Wer jeden Tag in diesem Umfeld arbeitet, hält das schnell alles für selbstverständlich.

„Der E-Kompressor ist ein unglaublich präzises Gerät. Alle Komponenten müssen einwandfrei sein, womit Shelly und James beschäftigt sind“, ergänzt John O’Brien. „Sie schauen, dass die Teile genau passen und die engen Toleranzen eingehalten werden.“ Lange bevor diese Einzelteile zusammengefügt werden, beginnt die Arbeit von Brett Bowman. „Ich entwerfe die elektrische Architektur für den Antrieb des E-Kompressors. Dabei versorge ich die Maschine mit allem, was sie zum ordnungsgemäßen Funktionieren braucht.“ Dafür hat er gar nicht viel Platz. Lachen im Raum.

Jonathan Hammond erklärt die Situation für einen Laien: „Wir geben ihm immer weniger Platz. Der Kunde drängt darauf, dass die Konstrukteure im­mer kleinere und leichtere Teile entwerfen. Unsere Elektroingenieure müssen sich dann überlegen, wie sie die Maschine unter diesen Voraussetzungen zum Laufen bringen.“ Das Feld der elektrischen Anwendungen ist spannend und für alle relativ neu. Nicht nur bei MAHLE oder den Kunden, sondern in der ganzen Welt. Die E-Mobilität steht am Anfang. Das lässt viel Spielraum für Innovationen. Und ganz neue Antworten.

„Letzten Endes muss man immer wieder beim Kunden nachfragen, was eigentlich umgesetzt werden soll. In solchen Situationen sind wir auf eine enge Zusammenarbeit angewiesen, damit wir gemeinsam mit dem Kunden eine Lösung finden“, erzählt Brett Bowman. Dass vieles neu ist, lässt sich auch am Feedback des neuesten Teammitglieds, des Maschinenbauers Ilya Burdukov, heraushören. Er arbeitet seit Jahren an mechanischen Kompressoren, aber der elektrische Kompressor ist ein neues Produkt. „Ich musste eine intensive Lernkurve bewältigen, aber es macht definitiv Spaß.“ In einem der letzten Räume tüftelt Elektronikexperte James Faller derweil an der Elektronik. Aus einem Schrank zieht er einzelne Module hervor, die er testet. Feinste Detailar­beit: „Ich untersuche das Modul und teste ­es am E-Kompressor. Wenn ein Problem auftaucht, versuche ich, den Fehler zu korrigieren und Lösungen zu finden. Danach sende ich den Kollegen in Spanien mein Feedback.“ In Spanien sitzt das Forschungs- und Entwicklungszentrum von MAHLE Electronics. MAHLE Ingenieure aus der ganzen Welt arbeiten hier für innovative Lösungen in der Elektronik – und damit auch für den E-Kompressor.

Wie funktioniert ein elektrischer Klimakompressor

Der Klimakompressor erzeugt aus Wärme Kälte – für das Wohlbefinden der Fahrzeuginsassen und der Batterie. Dahinter steht ein Klimakreislauf, bei dem jede einzelne Komponente zählt.

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E-Kompressor

Der E-Kompressor verdichtet das gasförmige Kältemittel und sorgt so für Hochdruck und hohe Temperaturen. Das heiße Gas wird dann in den Kondensator gepumpt.

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Kondensator

Im Kondensator wird das gasförmige Kältemittel durch die Umgebungsluft abgekühlt und verflüssigt.

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Expansionsventil

Das flüssige Kältemittel wird durch ein Expansionsventil geleitet, wodurch dessen Druck und Temperatur abgesenkt werden.

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Das überwiegend flüssige Kältemittel strömt parallel durch den Verdampfer und Chiller, wo es verdampft wird.

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Verdampfer

Der durch den Verdampfer und in den Fahrzeuginnenraum geleiteten Luft wird Wärme entzogen. Dadurch wird der Fahrzeuginnenraum gekühlt.

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Chiller

Der Kältemittelkreislauf und der Kühlkreislauf der Batterie sind durch den Chiller gekoppelt. Dadurch kann Wärme aus dem Kühlmittelkreislauf der Batterie auf den Kältemittelkreislauf übertragen werden.

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Das verdampfte Kältemittel wird in den E-Kompressor zurückgeleitet und der Kreislauf beginnt von vorn.

*Vereinfachte Darstellung des Kältemittelkreislaufs ohne Wärmepumpenfunktion
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Kältemitteleintritt

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Inverter (Leistungselektronik)

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Kältemittelaustritt

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E-Motor

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Scroll-Verdichtungsmechanismus

DR. ARMIN FROMMER,
Leiter Produktentwicklung E-Kompressor Amherst, New York, USA

»Einst haben wir mit dem Aluminiumkolben die Mobilität revolutioniert. Das gleiche Potenzial hat der E-Kompressor.«

Shelly Hamilton sorgt mit ihrer Arbeit unter anderem dafür, dass aus vielen Einzelteilen ein hochwertiges und präzises Produkt entstehen kann.
JOSE ANTONIO CASTILLO, Leiter Entwicklung HV-Elektronik MAHLE Electronics, Valencia, Spanien

»Elektronik ist die neue Triebfeder der Mobilität. Auf diese Weise haben wir den aktuell leistungsstärksten E-Kompressor auf dem Markt geschaffen.«

Elektrotechnik aus Motilla del Palancar – MAHLE setzt bei seiner Entwicklungsarbeit auf grenzübergreifende und interdisziplinäre Teamarbeit.

Der E-Kompressor geht jetzt in Ungarn in Produktion, auf der ersten Produktionslinie für MAHLE E-Kompressoren weltweit. Über sämtliche Zeitzonen und Sprachen hinweg hat das internationale Team den E-Kompressor erfolgreich in Serie gebracht. Vor allem, weil sie trotz unterschiedlicher Kulturen alle eins vereint: die MAHLE Mentalität. James Faller erklärt, was sich dahinter verbirgt: „Bei MAHLE heißt es niemals ‚Nein, das geht nicht‘. Wir sagen immer: ‚Wie können wir das umsetzen?‘ Unsere Arbeit ist sehr inspirierend.“

Das hat auch die Kunden überzeugt. Neben der Technik sieht Dr. Armin Frommer, Leiter der Produkt­entwicklung E-Kompressor, noch einen weiteren ganz entscheidenden Baustein als Grundlage für diesen Erfolg: „Vertrauen in das Team.“ Und ergänzt: „Einst haben wir mit dem Aluminiumkolben die Mobilität revolutioniert. Das gleiche Potenzial hat der E-Kompressor. Auch hier wollen wir verändern und prägen.

Denn eins steht fest: Egal, ob alte oder neue Mobilität, an den Herausforderungen hat sich nichts geändert. Wir machen unsere Arbeit wie immer. Mit Leidenschaft und systematischer Entwicklungs­arbeit.“

Akeem Francis sieht es sehr sportlich: „Als sport­begeisterter Mensch bin ich der Meinung, dass das Team immer eines wissen muss: Wir geben unser Bestes und sind in der Lage, erfolgreich zu sein. Und das ist uns gelungen. Alles andere wäre ernüchternd.“

Mit dem E-Kompressor liefert MAHLE die zentrale Komponente für das Thermomanagement des elektrischen Antriebsstrangs. Und alle anderen Komponenten, die dafür nötig sind. Es geht dabei nicht nur darum, die Systemkompetenz für die E-Mobilität zu liefern. Es geht darum, jedem, der sich ein E-Fahrzeug zulegen will, den Weg frei zu machen. Dieser Weg beginnt bei MAHLE. Und MAHLE hat – wieder einmal – geliefert.

Und dann wäre da noch ...

... eine Vielzahl an Produktlösungen, Projekten und Initiativen, die wir 2018 geliefert, initiiert und vorangetrieben haben. Eine kleine Auswahl.

TechPRO ADAS

Die zum Patent angemeldete digitale Lösung von MAHLE spart Zeit und Geld: Denn mit TechPRO ADAS können Kfz-Werkstätten Fahrerassistenz­systeme nun einfach und schnell justieren sowie kalibrieren – und dies nur mit einer digitalen Kalibriertafel. Die neue Lösung wird kontinuierlich online aktualisiert und die Fahrzeugabdeckung erweitert. Mit diesem digitalen Tool setzt MAHLE neue Maßstäbe in diesem Produktbereich.

Die Adsorptions-Klimaanlage

Eine leistungsstarke, motorunabhängige und damit sehr leise Standklimatisierung ist möglich – mit MAHLE. Das neue Klimakonzept von MAHLE funktioniert mit einem Wechselspiel von Verdampfung und Adsorption sowie Kondensation und Desorption. Die MAHLE Adsorptionsklimaanlage arbeitet äußerst verschleiß- und absolut geräuschfrei. Und damit effizienter als konventionelle Systeme.

Weitere Stories

MAHLE ist Wegbereiter für die Mobilität von morgen. Auf diesem Weg zählt jede Idee, jedes Projekt und jeder Mitarbeiter. Unsere weiteren Erfolgsgeschichten: