Thermalmanagementsimulation zur optimalen Auslegung von Kühlsystemen hinsichtlich Sicherheit und Effizienz

Die Simulation des Thermalmanagements ist im Entwicklungsprozess jedes neuen Fahrzeugs unerlässlich. Für ein optimales Design hinsichtlich Energieverbrauch, Emissionen, Lärm, Ermüdung und anderer Parameter ist es notwendig zu verstehen, wie einzelne Komponenten das Gesamtsystem beeinflussen. Doch das notwendige Know-how zur Durchführung der erforderlichen anspruchsvollen Tests, Simulationen und Berechnungen wird immer komplexer.

Thermal-management-simulation

In der heutigen Automobilindustrie sind Sicherheit und Effizienz zwei wesentliche Treiber für neue Entwicklungen. Dies gilt nicht nur für das Fahrzeug als Ganzes, sondern lässt sich auch direkt auf die meisten seiner Teilsysteme übertragen.

Für Thermalmanagementsysteme bedeutet Sicherheit, dass alle Fahrzeugkomponenten (Verbrennungsmotor, E-Antrieb, Batterie…) in ihren vorgesehenen Temperaturbereichen für alle relevanten Betriebspunkte, Fahrzyklen und Umgebungsbedingungen des Fahrzeugs arbeiten können. Effizienz bedeutet, dass diese Aufgabe mit minimiertem Energieaufwand gelöst wird. Die Einbeziehung des Fahrgastkomforts als wichtiger Faktor und die schrittweise Fokussierung auf die Minimierung der Systemkosten verdeutlichen die Komplexität moderner Kühl- und Klimatisierungs-Systemdesigns.

KULI - Eine umfassende Simulationssoftware auf Systemebene

Basierend auf einem soliden Fundament aus mehr als 25 Jahren Fahrzeug-Thermalmanagement-Simulation für verbrennungsmotorische Antriebsstränge bietet KULI auch die bestmögliche Unterstützung für alle angrenzenden Themen der E-Mobilität.

KULI ist um eine thermische Simulationsumgebung für Batteriepacks herum aufgebaut, die Maßstäbe für Benutzerfreundlichkeit und Flexibilität gesetzt hat, und bietet auch Simulationsmodelle für Elektromotoren/Generatoren und Leistungselektronik.

Eine vollständige Palette von Funktionen für die Simulation von Klimaanlagen und Heizungssystemen vervollständigt das, was man wirklich als das fortschrittlichste und komfortabelste Wärmesimulationstool für Elektrofahrzeuge auf dem Markt bezeichnen kann.​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​

​​​​​​​In der Konzeptphase müssen Ingenieure verschiedene Motoren, Getriebe, Wärmetauscher, Lüfter, Gleichteile, Batterien etc. sowie Steuerelemente und Aktuatoren berücksichtigen.

Ein generelles Problem bei modernen Fahrzeugentwicklungen ist die Dimensionierung des Kühlsystems, um die geforderten Leistungs- und Emissionswerte zu gewährleisten. Das Engineering Center in St. Valentin hat die Simulationssoftware KULI entwickelt, um das Thermalmanagementsystem zu generieren und zu optimieren, das alle Anforderungen auf Komponenten-, System- und Fahrzeugebene erfüllt. KULI hilft bei der Spezifikation und Validierung von OEM-Anforderungen von Anfang an, wie z. B. Einhaltung gesetzlicher Vorschriften und Normen.

VORTEILE

  • Schnelles und effizientes computergestütztes Entwickeln von
    • Kühlsystemen
    • HVAC / Wärmepumpensystemen
    • Batteriekühllösungen
  • Enorme Kosten- und Zeitreduzierung für Variation und Optimierung von Systemen im Vergleich zum Prüfstand
  • Schnelle Bewertung der Komponenteninteraktionen
  • Aufgrund seines modularen Aufbaus ist KULI auf die jeweiligen Benutzeranforderungen zugeschnitten
  • Minimaler Aufwand für Training und Hardware

Thermalmanagement hat ein hohes Potenzial zur Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs, zur Reduzierung von Emissionen und zur Steigerung der Effizienz von konventionellen, Hybrid-, Elektro- und Brennstoffzellenfahrzeugen. Die große Erfahrung in St. Valentin für Ingenieurdienstleistungen in der Fahrzeugentwicklung ermöglicht es uns, unsere KULI Software zur Energiemanagement-Simulation kontinuierlich zu verbessern.

Es ist nach wie vor ein Hauptziel, alle Temperaturen unter bestimmten Grenzwerten zu halten, um die Komponenten vor Überhitzung zu schützen. Darüber hinaus ist es z.B. für den Betrieb von Batterien in einem bestimmten Temperaturbereich für hohe Effizienz und lange Lebensdauer. All diese Herausforderungen kann KULI mit entsprechenden Simulationsmodellen ganzer Systeme bewältigen.

Auch die Klimaanlage mit detaillierten Simulationsmöglichkeiten für den Kältemittelkreislauf, den Wärmepumpenmodus und den Heißgaskreislauf werden von KULI abgedeckt. Bei Hybridfahrzeugen wird die Klimaanlage häufig zur Kühlung der Traktionsbatterie eingesetzt. Die Komponente „Chiller“ ist das wichtige Bindeglied zwischen Kühl- und Kältemittelkreisläufen. Integrierte Optimierungsverfahren helfen dem Anwender, das beste Layout zu finden. Um mit den neuesten Trends in der Fahrzeugentwicklung Schritt zu halten, werden Software und Simulationsverfahren kontinuierlich weiterentwickelt.

Unterstützung des Engineering-Prozesses

Systemverständnis

  • Komplexe Komponenteninteraktionen einfach verstehen
  • Auswirkungen einzelner Maßnahmen können innerhalb der Messgenauigkeit liegen

Konzeptstudien

  • Schnelle Analyse und Lösungen: „Rapid Prototyping“
  • ​​​​​​​Zeit und Kosten sparen (Prüfstand, Prototypen)

Unterstützung von Prüfständen

  • Verbessern Sie die Testqualität durch Pausibilitätsprüfungen
  • Reduzieren Sie Hardware-Testschleifen

Systemoptimierung

  • Verbesserungsmaßnahmen schnell finden
  • Steuerstrategien für Hilfsaggregate finden
  • Berechnung einzige Möglichkeit der optimalen Absicherung

Kleinere Modellaktualisierung

  • Einfache Handhabung von Motor-Upgrades
  • Komponentenaustausch: Vergleichen Sie verschiedene Zulieferer

 

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