Thermal Management
Effizientes Thermomanagement für moderne Fahrzeugsysteme
Thermomanagement bildet neben dem direkten Antriebsstrang die Grundlage für ein effizientes und dynamisches Fahrerlebnis. Egal ob Otto, Diesel, Hybrid, oder BEV - wir entwickeln zusammen mit Ihnen auf allen Ebenen und Disziplinen das für den Anwendungsfall passende, maßgeschneiderte Thermal Management System.
Mit unserem interdisziplinären Know-how sind wir in der Lage, die einzelnen Teilsysteme in dem Bereichen Kühlung, Heizung und/oder Klimatisierung, sowie ein effizientes Gesamtsystem zu entwickeln und auf Ihre Anwendung zu adaptieren.
Temperatur im Griff, Erfolg auf der Straße: Unser Thermomanagement.
Thermomanagement – von der Komponente zum Gesamtsystem
Mit unserem interdisziplinären Ansatz vereinen wir die Disziplinen Konstruktion, Simulation, Regelung und Test, um optimale Lösungen für Ihre Probleme finden zu können. Wir unterstützen Sie beratend, übernehmen Einzelaufgabestellungen, oder entwickeln Gesamtsysteme in allen Phasen des Entwicklungsprozesses sowohl in der virtuellen, als auch in der realen Welt rund um den Globus.
Gesamtsystem
Wir entwickeln gemeinsam mit Ihnen das optimale Thermomanagementsystem für Ihre Anwendung. Neben der Konzeptionierung vom „weißen Blatt“ überprüfen und optimieren wir bei Bedarf auch bestehende Systeme.
- Erstellung von Systemsarchitekturen
- Auslegung Kreisläufe
- Erstellung und Optimierung von Regelungskonzepten
- Simulative Konzeptbewertung und Funktionsüberprüfung
- Bewertung der thermischen Betriebssicherheit
- Absicherung durch Komponenten- und Fahrzeugtests
- Partner: IPETRONIK
Kühlung
Neben der Kühlung von konventionellen Antriebskonzepten, ergibt sich durch den Wandel über Hybrid- zu rein elektrischen Antrieben eine immer größer werdende Komplexität: Im Wesentlichen liegt diese in den zusätzlich eingebundenen Komponenten begründet. Darüber hinaus ist die Kühlung ein Faktor, der beim Thema Emissionen, Energieeffizienz und Fahrerlebnis stets Berücksichtigung finden sollte.
- Erstellung von Kühlungsarchitekturen
- Auslegung und Konstruktion von Kreisläufen
- Virtuelle und reelle Fahrzeugintegration
- Komponentenauswahl und Lieferantensteuerung
- Erstellung und Optimierung von Regelungskonzepten
- Simulative Konzeptbewertung und Funktionsüberprüfung
- Bewertung der thermischen Betriebssicherheit
- Absicherung durch Komponenten- und Fahrzeugtests
Klimatisierung
Ähnlich wie beim Thema Kühlung unterliegt auch die Klimatisierung dem Wandel der Antriebskonzepte. Neben der klassischen Innenraumklimatisierung mit der Verteilung der Luft im Gesamten Innenraum bei konventionell angetriebenen Fahrzeugen, kommen nun Aufgaben wie die Batteriekonditionierung hinzu.
Ebenso verändern sich die Innenraumkonzepte und somit der Klimatisierungsbedarf der Insassen. Nicht zuletzt hat die Klimatisierung mit den Funktionen Heizen und Kühlen auch maßgeblichen Einfluss auf Effizienz und Reichweite, welche bspw. auch durch den Einsatz einer Wärmepumpe positiv beeinflusst werden können.
Diese Aspekte finden bei der ARRK Engineering in unterschiedlichen Projekten Berücksichtigung.
- Erstellung von Kühlungsarchitekturen
- Auslegung und Konstruktion von Kreisläufen
- Virtuelle und reelle Fahrzeugintegration
- Bewertung der thermischen Betriebssicherheit
- Komponentenauswahl und Lieferantensteuerung
- Erstellung und Optimierung von Regelungskonzepten
- Simulative Konzeptbewertung und Funktionsüberprüfung
- Absicherung durch Komponenten- und Fahrzeugtests
Insassenkomfort
Als angeschlossenes Thema hat die Bewertung des Insassenkomforts breite Schnittstellen zur Klimatisierung. Unter Berücksichtigung der dort erarbeiteten Ergebnisse können in einem ersten Schritt mit Hilfe der ARRK-eigenen Software THESUES-FE virtuell Aussagen zur Behaglichkeit und zum Klimaempfinden gemacht werden. Ein zweiter Schritt kann die Nutzung des selbst entwickelten ARRK-Komfortmanikins zur Validierung der Ergebnisse im tatsächlichen Fahrzeug oder für Benchmarkmessungen sein.
- Virtuelle Bewertung der Insassenbehaglichkeit anhand von Menschmodellen mit THESEUS-FE
- Durchführung von Validerungs- oder Benchmarkmessungen der Behaglichkeit mit dem ARRK-Komfortmanikin
- Virtuelle und reale Komfortbewertung von neuartigen Klimatisierungskonzepten
Absicherung, Versuch und Applikation
Neben den virtuellen Aspekten des Thermomanagements ist die ARRK mit Ihrem Know-how, sowie dem ihrer Kooperationspartner, in der Lage, die verschiedenen Disziplinen der reellen Thermomanagement Entwicklung abzudecken, um Ihnen so ein passendes Gesamtangebot im Bereich Entwicklung vorlegen zu können.
Von Messungen am eigenen Versuchsträger, oder an Wettbewerbsfahrzeugen, über Akustikmessungen bis hin zur Fahrzeugapplikation und passenden Bedatung der Fahrzeuge.
Darüber hinaus planen, steuern und betreuen wir ihre Versuche individuell nach ihren Vorgaben mit unserem erfahrenen Mitarbeitern aus diesem Bereich.
- Akustikmessungen
- Benchmark Messungen und Analysen
- Applikation und Bedatung
- Funktionsoptimierung und -Entwicklung
- Versuchsplanung, -Steuerung, - Betreuung und -Beratung
HVAC Comfort Dummy
Unser HVAC-Messdummy wurde vollständig von ARRK Engineering entwickelt. Dieser physikalische Messdummy erfasst reale Umgebungsdaten wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftgeschwindigkeit, Luftströmungsrichtung und Strahlung. Die Messergebnisse werden anschließend mit Simulationsergebnissen verglichen, um die Genauigkeit zu bewerten. Unser Dummy wird mit unserer Software Theseus-FE kombiniert – einem auf der Finite-Elemente-Methode basierenden Solver zur Analyse des thermischen Komforts in Innen- und Außenbereichen.
Technische Daten:
- Anzahl der Sensoren: bis zu 73
Messbereich:
- -20 °C bis +70 °C (Lufttemperatur)
- 0,1–5,0 m/s, bidirektional (Windgeschwindigkeit)
- 0 – bis zu 2000 W/m² (Strahlung)
- 0 bis 95 % r. F., nicht kondensierend (relative Luftfeuchtigkeit)
Mit unserem HVAC-Dummy und Theseus-FE zeigen wir, wie Simulation und Messungen in der Praxis Hand in Hand gehen – und das alles vollständig in Eigenentwicklung.
Wenn Sie sich für die Funktionen unseres Dummy interessieren, zögern Sie bitte nicht, uns zu kontaktieren! Wir informieren Sie gerne ausführlicher über alle möglichen Anwendungsbereiche und Konfigurationen.
Theseus-FE Software
Die von uns entwickelte und kommerziell vertriebene Simulations-Software THESEUS-FE basiert auf der Methode der Finiten Elemente und umfasst im Wesentlichen die folgenden Komponenten:
- als Basis einen Solver für thermische Simulationen (Wärmeleitung und Strahlung)
- ein Thermophysiologie-Modell zur Vorhersage des thermischen Komforts (z.B. in Fahrzeuginnenräumen, Gebäuden)
- ein Spezialmodul (Oven) für die Vorhersage der Karosserie-Temperaturen in Lacktrocknungsöfen (inkl. Abaqus User-Subroutine für Karosserie-Klebstoffe)
- ein Spezialmodul (E-Coating), um die Schichtdicke des Lack in einem KTL-Becken zu simulieren
- eine leistungsfähige graphische Benutzeroberfläche (GUI) für die Modellerstellung und die Auswertung von Ergebnissen
- Kopplungs-Tools u.a. für CFD Software wie Star-CCM+ und OpenFOAM
- Mapper zur Übertragung von Ergebnissen zwischen unterschiedlichen Netzen und Ergebnisformaten
THESEUS-FE Kunden findet man insbesondere in der Automobilindustrie, aber auch an Hochschulen und wissenschaftlichen Instituten, sowie im Bereich Bauphysik und der Luft- und Raumfahrindustrie. Ausführliche Informationen zu THESEUS-FE sind verfügbar auf http://www.theseus-fe.com.
