Das Klimatisierungssystem des Porsche Panamera - Expert

Das Klimatisierungssystem des Porsche Panamera
Gernot Mall, Dr.-Ing. Hagen Deyhle,
Martin Engelhardt,
Johannes Gremme
Abstract
The Porsche Panamera, an innovative Gran Turismo is the newest edition to the
Porsche sportscar family. The Panamera climate control system is a major contributor in achieving the goal of premium driver comfort. In addition to excellent performance and comfort requirements on the system and package and an uncompromising
lightweight design, premium comfort for the rear seat passengers was of special emphasis.
These targets were achieved through a newly developed 2- respective 4-zone climate control system. The climatic comfort from the passenger's point of view is enhanced due to the ability to individually set temperature, air distribution and air volume for every passenger. The system incorporates a model based "air volume control" and uses a distinguishing feature, a dashboard integrated air distribution field.
Kurzfassung
Der Panamera stellt als innovativer Gran Turismo das jüngste Mitglied der Porsche
Sportwagen-Familie dar. Zur Zielerreichung des Premium-Fahrkomforts konnte das
Klimasystem des Panamera einen wichtigen Beitrag leisten. Neben den Leistungsund Komfortanforderungen an ein Premium-Klimasystem standen bei diesem Fahrzeug insbesondere geringes Package, konsequenter Leichtbau sowie ein herausragender Klimakomfort, auch für die Fondpassagiere, im Vordergrund.
Diese Zielsetzungen konnten durch ein neu entwickeltes 2- bzw. 4-Zonen Klimasystem erreicht werden. Der Klimakomfort aus Kundensicht zeichnet sich u. a. durch
eine vollständig individuelle Wahlmöglichkeit von Temperatur, Luftverteilung und
Luftmenge für jeden einzelnen Sitzplatz, durch eine modellbasierte Luftmengensteuerung („air volume control“) und durch eine besondere Charakteristik des zusätzlichen Schalttafel-Belüftungsfelds aus.
1.
Einleitung
Konventionelle Mehrzonen-Klimatisierungssysteme haben in der Regel den Nachteil
einer eingeschränkten Funktionalität in den Fond-Zonen oder verursachen, bei voller
Funktionalität, erheblichen zusätzlichen Bauraumbedarf und Mehrgewicht durch den
Einsatz von Booster-Gebläsen oder kompletten Fond-Klimageräten, die an den Wasser- und Kältemittelkreislauf angebunden werden müssen. Bei der Entwicklung des
Klimatisierungssystems für den Porsche Panamera konnte dieser Zielkonflikt durch
ein völlig neuartiges Anlagenkonzept gelöst werden. Hierbei werden alle 4 Zonen von
nur einem Klimagerät versorgt. Zugleich wird für jeden Sitzplatz die individuelle Einstellbarkeit von Temperatur, Luftmenge und Luftverteilung ermöglicht.
Für ein ausgeglichenes Klima im Innenraum des Fahrzeugs berücksichtigt die ERLbasierte Innenraumregelung (ERL = „Energy Requirement Level“) eine Vielzahl von
Eingangsgrößen und ermittelt daraus permanent den erforderlichen Energiebedarf
für jede einzelne Klimazone. Abgeleitet davon werden neben den Ausblastemperaturen auch die Luftverteilungen und die Luftmengen getrennt geregelt.
Die modellbasierte Luftmengensteuerung AVC („Air Volume Control“) bietet in Kombination mit mindestens 3 Ausströmern pro Sitzplatz dabei den maximalen individuellen Klimakomfort für jeden Passagier. Mit AVC kann der Luftmassenstrom an jedem
einzelnen Luftaustritt unabhängig von den anderen Luftauslässen eingestellt werden.
Manuelle Kundeneingriffe in einer Klimazone sind so rückwirkungsfrei für die übrigen
Zonen.
Ferner kann über ein Auswahlmenü im Kombiinstrument die Art der Luftströmung in
den Stufen sanft, normal und stark variiert werden. Damit berücksichtigt das Klimasystem die individuellen Klimabedürfnisse der unterschiedlichsten Personengruppen.
Das zusätzliche Belüftungsfeld auf der Schalttafel-Oberseite links und rechts des
Chronometers ermöglicht u.a. die automatische Kompensation von geschlossenen
Mitteldüsen sowie eine nahezu zugfreie Innenraumklimatisierung.
Bild 1: Klimatisierungssystem des Porsche Panamera
2.
Klimagerät und Luftführungen
Das modular aufgebaute Klimagerät (Bild 2) von Behr, als 2-Zonen- oder als 4Zonen-Variante mit symmetrisch angeordnetem Verteilertrakt und asymmetrischem
Gebläse-Filtertrakt ausgeführt, saugt die Frischluft auf der rechten Fahrzeugseite
über ein Ansauggehäuse im Wasserkasten an. Das Ansauggehäuse gewährleistet
auf Grund großer Querschnitte geringe Luftgeschwindigkeiten, wodurch eine zuverlässige Wasserseparation sowie geringe Druckverluste realisiert werden konnten. Am
Ansauggehäuse ist darüber hinaus der Luftgütesensor für die automatische Umluftschaltung angebracht. Der Einfluss der Fahrgeschwindigkeit auf den Luftdurchsatz
wird mittels einer separat angetriebenen Staudruckklappe eliminiert. Der energieeffizient über einen PWM-Regler stufenlos geregelte Gebläsemotor leitet die Luft durch
den druckseitig angeordneten Hybridfilter mit integrierter Aktivkohleschicht am Ansaugtemperaturfühler vorbei in den Verteilertrakt. Bei dem leistungsstarken, wirkungsgradoptimierten Gebläse waren insbesondere die Laufruhe durch
Bild 2: Klimagerät von Behr
Komponentenanregung sowie ein möglichst unauffälliges Umschaltgeräusch zwischen Frischluft- und Umluftbetrieb wichtige Bestandteile der Komfortbetrachtung.
Die druckseitige Anordnung des Filters minimiert Luftmengenunterschiede zwischen Frischluft- und
Umluftbetrieb und hat zudem den
Vorteil, dass die Luft auch im Umluftbetrieb gefiltert wird.
Im Verteilertrakt trifft die gereinigte
Luft auf den mittig angeordneten
Flachrohrverdampfer und wird dort
auf die erforderliche Temperatur abgekühlt. Direkt nach dem Verdampfer befindet sich ein Abgriff von Kaltluft für die Handschuhfachkühlung.
Bild 3: Anlagenschnitt Außenzonen Front