Systementwicklung &
Validierung​

Entwicklung und Validierung
von Thermomanagementsystemen
und deren Komponenten​

Bei der Systementwicklung verbinden wir die Einzelkomponenten der Kältemittel- und Kühlwasserkreisläufe zu einem optimal abgestimmten Gesamtsystem. Durch realitätsnahe Prüfstandstests analysieren und bewerten wir das Zusammenspiel aller Bauteile und optimieren das Thermomanagementsystem gezielt auf Leistung, Effizienz, Funktionalität und Langlebigkeit. Und das für die unterschiedlichsten Systemausprägungen und Funktionalitäten – vom einfachen Kältekreis mit Verdampfer und Chiller bis hin zum komplexen Wärmepumpensystem mit unterschiedlichen Wärmequellen und Senken. Hierbei können alle Automotive typischen Kältemittel wie R134a, R1234yf, R744 und R290 zum Einsatz kommen, ganz nach den Wünschen und Bedürfnissen unserer Kunden. Wir verfügen über modernste Thermomanagementprüfstände inklusive der erforderlichen Messtechnik und Sensorik, um sowohl Einzelkomponenten als auch Gesamtsysteme ganzheitlich testen und validieren zu können. Durch strukturierte Testabläufe stellen wir sicher, dass jedes System zuverlässig arbeitet und den hohen Anforderungen im realen Einsatz gerecht wird. ​

Unsere Thermomanagement Systemprüfstände nutzen wir aber nicht nur für die Entwicklung und Validierung der Kältemittel- und Kühlwasserkreisläufe selbst, sondern auch für die Entwicklung und Validierung der zugehörigen Betriebsstrategien und Regelungsfunktionen. Die gewünschten Systemfunktionen werden dabei in einer ersten Funktionsumsetzung, dem sogenannten Funktionsprototyping, mit modellbasierten Entwicklungswerkzeugen wie MATLAB Simulink umgesetzt und mit Hilfe von Rapid-Prototyping-Steurgeräten am realen Systemaufbau am Prüfstand lauffähig gemacht. Das entsprechende Funktionsregelungsmodul wird nun so lange im Gesamtsystemverbund optimiert und weiterentwickelt, bis die tatsächliche Systemreaktion mit der Funktionserwartung übereinstimmt. Sobald dies der Fall ist, ist der „Proof of Concept“ für die jeweilige Regelungsfunktion erbracht. Anhand der Funktionsumsetzung kann nun die zugehörige Funktionsspezifikation abgeleitet und textuell ausformuliert werden, als Ausgangsbasis für die spätere Softwareumsetzung. Der reale Systemaufbau am Prüfstand eignet sich darüber hinaus auch für eine initiale Funktionsbedatung, die Entwicklung und Validierung von Diagnosefunktionen sowie für Dauerhaltbarkeitsuntersuchungen.​

Komplexe und miteinander gekoppelte Kältemittel- und Kühlwasserkreisläufe ​

In Hybrid oder batterieelektrischen Fahrzeugen werden die zum Einsatz kommenden Hochvoltbatterien meist über einen Wasserkreis gekühlt. Dieser Kühlwasserkreislauf ist durch den sogenannten Chiller mit dem Kältemittelkreislauf gekoppelt und kann dadurch aktiv gekühlt werden. ​​

Vernetzte System-Regelstrecken​​

Die Kopplung des Kältemittelkreislaufs mit dem Kühlwasserkreislauf führt aber auch zu einer Vernetzung dieser beiden Regelstrecken und bringt eine entsprechende Querbeeinflussung dieser beiden Fluidkreisläufe mit sich.​

Erweitertes Funktionsspektrum​ ​

Ein effizientes und intelligentes Heiz-, Kühl- und Klimatisierungssystem ist unerlässlich, um die Reichweite der Fahrzeuge zu optimieren. Eine Möglichkeit hierfür ist die Implementierung einer Wärmepumpenfunktion. ​

Ganzheitlicher Entwicklungsansatz​​ ​

Wir verfolgen dabei einen ganzheitlichen Entwicklungsansatz und nutzen die Synergien aus unserer System- und Funktionsregelungskompetenz und schaffen so den Brückenschlag zwischen System & Funktion.​

Systemtests unter realen Umgebungsbedingungen mit modernsten Prüfständen​ ​

Am Thermomanagement Systemprüfstand können die unterschiedlichsten Umweltbedingungen zur Durchführung der Systemtests individuell eingestellt werden. Von arktischer Kälte bis zur tropischen Hitze – und das an bis zu drei unabhängigen Luftstrecken und Kühlwasser Simulationsmodulen.​

Ermittlung optimale Kältemittelfüllmenge​

Der Kältemittelkreislauf benötigt für alle Betriebszustände eine definierte Kältemittelfüllmenge, um jederzeit optimal arbeiten zu können. Daher ist die Abstimmung einer Einheitsfüllmenge eines der ersten Projektziele.​​​

Abstimmung des Ölmanagements​​

Neben der richtigen Kältemittelfüllmenge ist ein funktionierendes Ölmanagement eine der wesentlichen Voraussetzungen zur Erreichung der Zielwerte für Dauerhaltbarkeit, Leistung und Effizienz des Systems.​

Leistungs- und Effizienzmessungen​ ​

Wir statten den Kältemittel- und Kühlwasserkreislauf nach Kundenvorgabe mit der erforderlichen Messtechnik und Sensorik aus, um zu jedem Zeitpunkt die systemseitige Leistung und Effizienz analysieren zu können.​​