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Unsere Prüfstände – Unsere Lösungen

Kühllabor

Heiße Stellen führen zu einer Verringerung der Lebensdauer, Effizienz und Zuverlässigkeit von E-Antriebskomponenten​

Um die Effizienz zu maximieren, müssen die Komponenten sicher und zuverlässig betrieben werden, wobei sie nahe an ihre thermischen Grenzen gebracht werden müssen, ohne Sicherheitsreserven zu lassen. Das VIRTUAL VEHICLE Kühllabor erreicht dies durch eine lokale, betriebsabhängige Temperaturüberwachung und den Einsatz von digitaler Zwillingstechnologie zur präzisen Temperaturerfassung und -vorhersage. Durch die Einbeziehung dieser Methoden in die Konstruktion und den Betrieb von Komponenten ist es möglich, deren Lebensdauer zu verlängern und gleichzeitig eine ausfallsichere Leistung zu gewährleisten.

Typische Probleme

mit Leistungselektronik

  • Zusätzliche Kosten für das Kühlsystem durch vermeidbare Sicherheitsabstände, um die Grenzwerte der Sperrschichttemperatur nicht zu erreichen
  • Reduzierte Lebensdauer durch hohe thermische Belastung der Leistungselektronikkomponenten

mit Batterie

 

  • Schwierigkeit, die lokale Wohlfühltemperatur für alle Betriebsbedingungen zu erreichen (auch bei Schnellladung)
  • Verkürzung der Lebensdauer aufgrund von Temperaturgradienten

Maßgeschneiderte Messmethoden

High Fidelity Modelle

Detektion

Neue Kühlungskonzepte und optimiertes Komponentendesign

Maßgeschneiderte Messmethoden

High Fidelity Modelle

Thermischer digitaler Zwilling

Vorhersage

Predictive Control strat.
Bewertung über die gesamte Lebensdauer

Research Activities

Batterie-Thermomanagement-System

Untersuchungen zu neuen Batteriekühlungskonzepten und deren Auswirkungen

  • Di-elektrische Kühlmitteleffizienz mit Kühlmittel- und Zellalterung
  • Thermische Sicherheit von immersiv gekühlten Modulen
  • Batteriekühlungsdesign und Prototypenbau auf Modulebene

 

SIMBAT – Kombiniertes multiphysikalisches Batteriemodell

  • Multiphysik-Simulationsmodell zur Bewertung der thermischen Sicherheit in Fahrzeugen
  • Erweiterung der Partikelentlüftung
  • ROM-Ansätze zur Beschleunigung

 

Maßgeschneiderte Messmethoden

  • Optische Temperaturmessungen
  • Thermische Impedanzspektroskopie

Forschungsaktivitäten

Kühlung der Leistungselektronik

Untersuchungen zu neuen Kühlungskonzepten und deren Auswirkungen

  • Eintauchkühlung, di-elektrische Kühlmitteleffizienz und Zweiphasenkühlung
  • Forschung zu neuen Wärmeausbreitungsdesigns (z. B. Studien zur Optimierung von Pin-Fins)
  • Entwurf von Leistungselektronik-Kühlern und Bau von Prototyp-Kühlern

 

Thermisch-digitales Twinning für die Leistungselektronik

  • Entwicklung von TDT auf der Grundlage von High-Fidelity-CFD-Ergebnissen unter
  • Verwendung neuer ML-basierter ROM-Ansätze (z. B. POD-Methoden)
  • Einsatz von TDT für prädiktive Steuerung und prädiktiven Betrieb
  • TDT eingebettet in Systemsimulationswerkzeuge

 

Maßgeschneiderte Messmethoden

  • Optische Temperaturmessungen
  • Flexibler Prinzipprüfstand für die Leistungselektronik
  • Thermische Impedanzspektroskopie

Erweiterte Messungen

Thermische Impedanzspektroskopie

Messungen von Wärmeleitfähigkeit und Kapazität

Parameteränderungen über die Lebensdauer

Lokale nicht-intrusive Messung der Oberflächentemperatur

Spektroskopische Temperaturmessung

Innere Zellentemperatur und Gradient

Wärmestrom + Oberflächentemperatur

Faser Bragg

Inverses Problem Zellentemperaturen

Kühlmittel und Zellalterung

Langzeitmessungen mit Kühlsystem

Kühlmittelalterung

Thermische digitale Zwillinge und schnelles CFD

 

  • Entwicklung von TDT auf der Grundlage der thermischen CFD-Ergebnisse mit hoher Genauigkeit unter Verwendung neuer ML-basierter ROM-Ansätze (z. B. POD-Methoden)
    Einsatz von TDT für vorausschauende Steuerung, vorausschauenden Betrieb und eingebettet in Systemsimulationswerkzeuge
    Durchführung von Forschungsprojekten für den Einsatz in der Praxis
  • Mehrzonen-Kabinenkomfort
    Digitaler Zwilling für Kabine und menschlichen Komfort
    Leistungselektronik und Kühlung von E-Motoren
    Thermisches Batteriemanagement

Referenz-Projekte