Klima-Systemprüfstand bei qpunkt im Einsatz für Entwicklung innovativer Klimatisierungssysteme

Der Einsatz von Klimakammern und Hardware-in-the-Loop-(HIL)-Prüfständen für das teils virtuelle, teils physische Testen von Subsystemen und kompletten Fahrzeugen gehören in der Automobilentwicklung mittlerweile zum Standard. Die qpunkt GmbH nutzt dieses Prüfverfahren beispielsweise zur Entwicklung und Optimierung von innovativen Thermomanagement-Systemen für Elektro- und Hybridfahrzeugen.
 
Durch die Elektrifizierung bzw. Hybridisierung des Antriebsstranges entstehen neue Herausforderungen im Bereich der Fahrzeugkühlung und Fahrzeugklimatisierung. Diese beiden Disziplinen konnten in konventionellen Fahrzeugen weitgehend unabhängig voneinander betrachtet und entwickelt werden. Neue Komponenten wie die E-Maschine, Leistungselektronik oder die Traktionsbatterie erfordern jedoch ein Umdenken im Entwicklungsprozess bzw. auch im Einsatz der Entwicklungsmethoden. qpunkt lebt diesen innovativen Entwicklungsprozess für den gesamten Themenkomplex Thermomanagement, in dem virtuelle und physische Methoden effizient kombiniert werden um die Stärken der spezifischen Werkzeuge optimal zu nutzen.
 
Beispielhaft dafür wurde am qpunkt AC-Systemprüfstand ein alternatives Klimatisierungskonzept entwickelt und vermessen, welches ein Einsparungspotential sowohl im Heizfall als auch für das Kühlen des Innenraums darstellt. Durch die Größe des Prüfraum von 7×2.8×2.7m ist qpunkt in der Lage, gesamte Fahrzeugprototypen bzw. prototypennahe Aufbauten zu vermessen. Der breite Temperaturbereich von -25°C bis +60°C und die integrierte Feuchteregelung erlauben es, beinahe sämtliche Klimabedingungen zu simulieren.
 
Das alternative Klimatisierungskonzept ersetzt konventionelle Komponenten einer Fahrzeugklimatisierung wie den Kondensator durch alternative Bauteile, welche neben der Steigerung der Effizienz auch eine Reduktion von Platzbedarf und Gewicht darstellen. Dieses Konzept wurde im ersten Schritt rein virtuell entwickelt, um dann in weiterer Folge einen Prüfaufbau inklusive des Fahrzeuginnenraumes am Prüfstand zu betreiben. Am Prüfstand werden reale Umgebungsbedingungen wie Lufttemperatur, Feuchtigkeit und Fahrgeschwindigkeit simuliert um reale Fahrzyklen analysieren zu können. Die Ansteuerung des Prüfaufbaus erfolgt über ein Rapid Prototyping Steuergerät welches gekoppelt mit dem Prüfstand die Komponenten des Systems regelt.
 
Die Vermessung des Systems wurde für verschiedene Fahrzyklen und Lastfälle durchgeführt. Im Vergleich zu herkömmlichen Konzepten wurden wesentlich höhere Einsparungspotentiale gemessen, welche sich im Verbrauch, und demnach auch in der Reichweite wieder spiegeln.

Quelle: qpunkt