Forschung und Entwicklung

Projektbeispiele „Forschung und Entwicklung“

Die Haupttätigkeit von TheSys liegt in der Entwicklung und Bewertung von Kühlsystemen und Wärmeübertragern im Kundenauftrag.

Aus unserer Sicht lauten die aktuellen F&E-Hauptentwicklungstrends:
„Abwärmenutzung“ und „Kühlung und Klimatisierung von elektrifizierten Fahrzeugen“.

Auf dem Gebiet der Abwärmenutzung begleitet TheSys verschiedene Kundenprojekte, welche die Entwicklung von Thermoelektrischen Generatoren, Rankine-Abwärmenutzungssystemen, Wärmepumpen und Wärmespeichern zum Inhalt haben.

Abwärmenutzung

Je nach Projektauftrag starten wir mit der thermodynamischen Simulation des Gesamtsystems und untersuchen verschiedene Architekturen und Regelungsstrategien (1d-Systemsimulation). Hieraus gewinnen wir die Spezifikationen für alle Komponenten. Die Entwicklung der Wärmeübertrager, z.B. Rankine-Verdampfer, ist dann der nächste Schritt. In der Konzeptionsphase diskutieren wir verschiedene Bauformen, Stromführungen und Herstellverfahren. Unverzichtbar ist hier die 0d-Simulation, mit deren Hilfe wir die Strukturen der wärmeübertragenden Flächen sowie Leistung, Druckverlust und Abmessungen prognostizieren. Anschließend wird die Konstruktion mit CAD immer feiner ausdetailliert, wobei zunehmend fertigungstechnische Aspekte Eingang finden. Sind Musterbauzeichnungen erstellt, so werden die Prototypen von TheSys gebaut, geprüft und für Messungen freigegeben. Wir begleiten diese Messungen, die in der Regel auf Prüfständen unserer Kunden durchgeführt werden. Nach einem Abgleich der 1d-Simulation auf Messergebnisse erfolgt dann eine finale Bewertung von Kundennutzen und Systemaufwand und eine Empfehlung für die weitere Vorgehensweise.

Auf dem Gebiet der Kühlung und Klimatisierung von elektrifizierten Fahrzeugen verantworten wir das gesamte batterieinterne Kühlsystem, d.h. wir integrieren Schläuche, Batteriekühler, Aktuatoren und Sensoren in das Gehäuse. Die Batteriekühler entwickeln wir dann selber, bauen Prototypen und begleiten auch hier Messungen auf Komponenten- und Systemprüfständen bis hin zum Fahrversuch. Begleitend untersuchen wir Sonderthemen, wie z.B. die Kondensatbildung im Batteriegehäuse auf der Basis einer erweiterten Systemsimulation mit Berücksichtigung verschiedener Fahrprofile und lokaler Klimaverhältnisse. Natürlich führen wir in dieser Simulationsumgebung parallel auch Untersuchungen zur Bewertung verschiedener Kühlkonzepte (Luft, NT, Chiller, direkt-AC) durch.

Batteriekühlung

Bei der Kühlung von RangeExtender-Fahrzeugen verschmelzen beide Themen.
Beispiel gefällig?
Wir wandeln mit einem Thermoelektrischen Generator Abgasenergie in Elektrizität und speichern überschüssige Wärme in einem Wärmespeicher solange der Verbrennungsmotor läuft. Während des batterieelektrischen Fahrbetriebes haben wir dann eine geladene Batterie und zusätzliche Wärme für den Innenraum oder den nächsten Kaltstart verfügbar.