Die Auslegung eines Abwärmerückgewinnungssystems (WHRS) für ein Fahrzeug zur Maximierung des Kraftstoffverbrauchs ist eine Herausforderung. Wechselwirkungen mit Fahrzeugteilsystemen, instationäre Randbedingungen, großer Einfluss der Betriebsstrategie auf die Leistung und die Komplexität des Optimierungsproblems müssen berücksichtigt werden. Die TLK-Thermo GmbH und das Institut für Thermodynamik der TU Braunschweig entwickeln eine Methode und die Software-Toolkette MoBA-Lab für die Analyse und Optimierung komplexer thermischer Systeme: 1. Sensitivitätsanalysen zur Quantifizierung des Einflusses von Systemparametern auf die Systemdynamik und die Energieeffizienz des Systems. 2. Betriebsstrategien für maximale Energieeffizienz. 3. Modellbasierte Steuerung zur Sicherstellung der bestmöglichen Anwendung des zuvor ermittelten Betriebs. Mit Hilfe der entwickelten Methode wird ein Auslegungskonzept eines Abwärmerückgewinnungssystems für einen Omnibus entwickelt und in virtuellen Testfahrten erprobt. Die simulierte Kraftstoffeinsparung führt von 5,8 % für den World Harmonized Vehicle Cycle (WHVC) auf 8,1 % für eine typische Fahrt von Hannover nach München.