Der
deutsche Automobilhersteller Volkswagen hat seine bewährte CO₂-Wärmepumpe (R744) so angepasst, dass sie in seiner neuen Klasse von Elektrofahrzeugen (EVs) der Kleinwagenklasse sowohl für die Kühlung als auch für die Heizung sorgt.
Zwei Führungskräfte von Volkswagen – Felix Nowak-Walenta, Testingenieur für Wärmemanagement, und Carsten Wachsmuth, Thermomanagement von Elektrofahrzeugen, Abteilung Forschung und Entwicklung – erläuterten am 29. September auf dem ATMO MAC Summit 2026 x TU Berlin in Brüssel die Modifikation und gaben einen aktuellen Überblick über den Fortschritt bei der Einführung der CO₂-Wärmepumpe des Unternehmens für Elektrofahrzeuge. Die Referenten hatten bereits auf früheren ATMO MAC-Konferenzen Vorträge gehalten.
Der ATMO MAC Summit 2026 x TU Berlin wurde von ATMOsphere, dem Herausgeber von NaturalRefrigerants.com, in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Wärmeübertragung und Wärmeumwandlung der Technischen Universität (TU) Berlin organisiert.
Volkswagen, einer der Vorreiter bei der Einführung von CO₂-Wärmepumpen für Elektrofahrzeuge, hat seit dem Jahr 2000 mehr als 1,5 Millionen CO₂-Einheiten verkauft; seit 2024 kamen weitere fünf Millionen hinzu. Diese befinden sich größtenteils auf dem europäischen Markt, eine geringe Anzahl davon in Kanada. „Jedes Jahr wächst der Absatz von R744 schneller als im Vorjahr, und im Kleinwagensegment hat der Absatz gerade erst begonnen“, sagte Wachsmuth.
Im vergangenen Jahr kündigte Volkswagen Pläne an, im Jahr 2026 Elektrofahrzeuge der Kleinwagenklasse auf Basis seiner neuen MEB+-Elektroplattform mit einem Einstiegspreis von rund 25.000 € (28.000 $) auf den Markt zu bringen. Die kleineren Fahrzeuge kommen erstmals mit einer neuen einheitlichen Batteriezelle zum Einsatz, die eine Reichweite von bis zu 450 km (280 Meilen) ermöglicht.
Technische Herausforderung
Die Anpassung von Wärmepumpensystemen aus größeren Modellen (ID.4, ID. Bus und ID.7) an Kleinwagen stellte eine technische Herausforderung dar, wie Nowak-Walenta anmerkte. „Je kleiner das Fahrzeug wird, desto geringer ist der Heiz- und Kühlbedarf, aber auch der Bauraum wird kleiner, und genau hier liegt die Herausforderung für uns, ein skalierbares System in diese Fahrzeuge zu integrieren.“ Infolgedessen wurde ein kleineres System mit Wärmepumpen entwickelt, das verschiedene Funktionen – darunter gemeinsam genutzte Wärmetauscher – auf der MEB+-Plattform vereint.
Die Kleinwagen verwenden ein kleineres HLK-System, das keine Luftheizung für den Fahrgastraum integriert, „und daher verfügen wir über ein weiteres System, um die Luft zu erwärmen“, erklärte Wachsmuth. Die neue Konstruktion nutzt eine separate Heizung (Wärmetauscher), wobei erwärmtes Glykol sowohl in den Fahrgastraum als auch bei Bedarf zur Batterie geleitet wird. „Daher haben wir die Komplexität auf der Seite des Kühlmittels [Glykol] deutlich erhöht“, sagte er. Bei herkömmlichen Systemen wird ein separater Glykol-Heizer ausschließlich für die Batterie verwendet, während die Wärme aus dem CO₂ den Fahrgastraum erwärmt.
„Jedes Jahr wächst der Markt für R744 schneller als im Vorjahr, und im Kleinwagensegment hat der Absatz gerade erst begonnen.“
Carsten Wachsmuth, Volkswagen
Im Gegensatz dazu nutzt der Klimakreislauf in den kleineren Fahrzeugen im Sommer das CO₂, um den Innenraum zu kühlen, während gekühltes Glykol bei Bedarf die Batterie kühlt, wie Wachsmuth anmerkte. Diese Konstruktion beinhaltet erstmals CO₂-Rückschlagventile, während die Komplexität des Kältemittel-Kreislaufs leicht abnimmt. Insgesamt ist der Betrieb der Klimaanlage mit dem Konzept der Kompaktklasse für Wärmepumpen vergleichbar.
Nowak-Walenta wies darauf hin, dass Kurzstreckenfahrten, wie beispielsweise der Weg zur Arbeit, den Fahrzeuggebrauch dominieren, wobei zwei Drittel davon weniger als 20 Minuten dauern. Je häufiger ein Elektrofahrzeug jedoch für Kurzstreckenfahrten bei niedrigen Geschwindigkeiten genutzt wird, insbesondere bei kaltem Wetter, „desto mehr profitiert es von einer Wärmepumpe“, sagte er. „Genau hier nutzen unsere Kunden [ihre Fahrzeuge], und genau hier können wir ihnen mit einer Wärmepumpe helfen, Energie zu sparen. Das ist es, was wir mit unserem R744-System erreichen.“
