1. Elektrische Hauptkühlmittelpumpen
Vollständig von der Motordrehzahl unabhängige Fördermengen können mit der elektrischen Hauptwasserpumpe sichergestellt werden. Bei Motorstart kann die Pumpe zur schnellen Erreichung der Betriebstemperatur abgeschaltet werden. Im unteren Motordrehzahlbereich kann sie erhöhte Volumenströme bei Heißleerlauf fördern oder den Heizungsvolumenstrom erhöhen und über den gesamten Drehzahlbereich z.B. lastabhängige Mengen fördern. Die elektrisch angetriebene Hauptwasserpumpe kann auch Funktionen von elektrischen Hilfspumpen übernehmen, ersetzt diese also. Z.B. kann der vor allem bei Turboladermotoren notwendige Nachlaufkühlmittelvolumenstrom nach Motorabschalten sichergestellt oder die Standheizungspumpenfunktion mit übernommen werden.
Untenstehender Kurvenverlauf zeigt die höheren möglichen Kühlleistungen bei Motorleerlauf und Verwendung der elektrischen Hauptwasserpumpe:
Durch die hohen Kühlmittelvolumenströme ab Motorleerlauf und den damit größeren realisierbaren Kühlleistungen können der Kühllüfter in Drehzahl oder Bauraum und ggf. der Kühler im Bauraum reduziert werden.
2. Elektrische Hilfspumpen im Kühlkreislauf
In Kühlkreisläufen für Verbrennungsmotoren finden neben der meist mechanisch angetriebenen Hauptpumpe auch elektrische Hilfspumpen Verwendung. Bei entsprechend komplizierten Kühlkreisläufen können dabei mehrere solcher elektrischen Hilfspumpen zum Einsatz kommen.
Folgende elektrische Hilfspumpen können zur Volumenstromerhöhung im jeweiligen Kreislaufzweig verwendet werden:
- Nachlaufpumpe: Förderung eines (meist kleinen) Volumenstromes bei Motordrehzahl 0 U/min, z.B. bei Abstellen des Motors nach hoher Last und hohen Außentemperaturen zur Verhinderung eines Kühlmittelauswurfes durch hohen Nachhitzewärmeeintrag
- Standheizungspumpe
- Abgasturboladerpumpe
- ATF (Automatic Transmission Fluid)-Pumpe
- NT (Niedertemperatur)-Kreis-Pumpe(n)
- Heizungspumpe
- RSG (Riemenstartergenerator)-Pumpe
- LLK (Ladeluftkühlung)-Pumpe
Die Hilfspumpen haben je nach Einsatzzweck unterschiedliche Kennlinienhöhen und -verläufe. Nachfolgend die Pumpenkennlinie einer im Kühlkreislauf verwendeten elektrischen Hilfspumpe:
Oftmals ist die Wirkungsweise einer elektrischen Hilfspumpe in einem Kühlkreislaufzweig unklar, z.B. das Kennlinienverhalten und der Einfluss auf erreichbare Volumenströme. Eine Erklärung dazu kann mit Hilfe einer Darstellung der Kennlinienverhältnisse bei Verwendung einer elektrischen Hilfspumpe im Heizungszweig beispielhaft gegeben werden.
In untenstehender Grafik sind die Volumenströme und spezifischen Energien (zur Erinnerung: spezifische Energie bzw. Stutzenarbeit 
) für Heizungszweige mit und ohne Heizungspumpe dargestellt.
Bei Verwendung der Heizungspumpe ergibt sich durch Zusammenfassung der Heizungspumpen-Kennlinie und des Heizungsströmungswiderstandes die Summenwiderstands-Kennlinie R‘. Bei Motorleerlauf und Verwendung der Heizungspumpe ist die spezifische Verlustenergie des Heizungszweiges kleiner als ohne Heizungspumpe. Ab Schnittpunkt der Heizungspumpen-Kennlinie mit der Y-Achse (Y=0) wirkt die Heizungspumpe als zusätzlicher Strömungswiderstand im Heizungszweig. Damit wird R‘ größer als R.
Die Spreizung zwischen minimalem und maximalem Heizungsvolumenstrom ist bei Verwendung einer Heizungspumpe wesentlich kleiner als ohne. Damit kann eine motordrehzahlabhängige Wärmeabgabe im Fahrgastraum verhindert werden.
In der Grafik ist auch zu sehen, dass die elektrische Hilfspumpe im vierten Quadranten des Koordinatensystems betrieben werden kann, sie wird ‚überdrückt‘.
Um bei einer Kühlkreislaufberechnung, z.B. mit FLOWMASTER, die Strömungsverhältnisse bei laufender und stehender Hilfspumpe widerstandsgerecht nachbilden zu können, muss die elektrische Pumpe im Rechenmodell so modelliert werden, dass die Zustände ‚Pumpe an‘ als Druckgewinn und ‚Pumpe aus‘ als Druckverlust geschalten werden können (im Beispiel werden diese Zustände durch die druckverlustfreien, virtuellen Ventile wechselseitig geschalten):
Zu beachten ist, dass für solch ein Modell nicht nur die Pumpenkennlinie, sondern auch der Druckverlust bei stehender Hilfspumpe messtechnisch ermittelt werden muss.
In Kraftfahrzeug-Kühlkreisläufen können die elektrischen Hilfspumpen über ein externes PWM-Signal drehzahlgeregelt werden. Ein Rechtecksignal mit konstanter Periodendauer oszilliert zwischen zwei verschiedenen Spannungspegeln und wird Pulsweitenmodulation (kurz PWM) genannt. Das Signal wird somit in schneller Folge ein- und ausgeschaltet, das variierte Tastverhältnis (den Duty-Cycle) bildet dabei das Verhältnis von Einschaltzeit zu Ausschaltzeit. Zu beachten ist, dass i.A. unterschiedliche Hilfspumpen auch verschiedene PWM-Modi aufweisen.
Die Duty-Cycle, die dazugehörigen Modi wie Notlauf, stop und reset, linear gesteuerter Betrieb und die zugeordneten Pumpendrehzahlen müssen vom jeweiligen Hersteller angegeben werden, um vom Steuergerät dem Bedarf entsprechende Drehzahlen eigestellt werden können.
Hinweise zu Wirkungsgraden von elektrischen Pumpem werden in Kapitel 4.5 Leistung und Wirkungsgrad der Kühlmittelpumpe, ganz unten, gegeben.