Wir kennen die Herausforderungen, denen sich Kühler und Kühlsysteme täglich zu stellen haben: Effiziente Kühlung und absolute Zuverlässigkeit bei extremen Betriebsbedingungen oder weltweit stark unterschiedlichen Einsatzprofilen. Oder auch: 30-Jahre-Lebensdauer bei Dauerbetrieb und minimalen Betriebskosten.

Hinzu kommen die Anforderungen in Entwicklung und Serienproduktion. So muss jeder Cent, jedes Gramm Gewicht und jeder Kubikzentimeter Bauraum im Fahrzeug gerechtfertigt werden. Jede Wartung, jedes Ersatzteil und jede Betriebsunterbrechung senkt die Rentabilität im Industriebetrieb.

Alle diese Anforderungen finden Eingang in Lastenhefte und Spezifikationen, in Entwicklungs- und Fertigungsprozesse, die wir mit unserem Know-How aktiv mit gestalten.

Unsere thermodynamische Simulation begleitet Sie von Kühlerlamelle und Kühlerrohr über das wärmeübertragende Netz, den Kühler bis hin zum Kühlsystem mit seiner funktionalen Integration in das Gesamtfahrzeug.

Die hausintern-entwickelte Software „TheSim“ (0D-Simulation) ermöglicht die Entwicklung neuer Kühlernetze mit Prognose von Leistung und Druckverlust. Sie ermöglicht auch die Adaption von Wärmeübertragern an geänderte Bauraum- und Betriebs-Anforderungen. Das Verfahren ist auch für 2-Phasenkomponenten wie Kondensatoren und Verdampfer anwendbar.

Für die Auslegung und Regelung des Gesamtsystems unter realen Lastkollektiven setzen wir die 1D-Simulation ein. Zielsetzung ist die Entwicklung der Kühlsystemarchitektur, die Auslegung der Kühlungskomponenten und die Definition der Kühlungsregelung. Wir verwenden die Software-Plattformen „GT-Suite“ und „KULI“ und koppeln diese mit anderen Softwarepaketen im Rahmen einer Co-Simulation.

Die Geometrieoptimierung von Lamellen, Kühlernetz, Kühler und Kühlluft- bzw. Kühlmittelführung erfolgt mit der 3D-Simulation (CFD).

Kaum eine Branche befindet sich momentan so sehr im Wandel wie die Automobilindustrie. Die Transformation vom Verbrennungsmotor hin zu elektrifizierten Antrieben und Brennstoffzellen erfordert neue Wärmeübertrager. Dieser Bedarf gilt auch für die Märkte Schiene, Marine, Industrie und Energieerzeugung. So sind neue Kühler für Batterien, Leistungselektronik und Brennstoffzellen in der Entwicklung. Parallel stehen insbesondere Tier 1-Unternehmen vor der Herausforderung einer Adaption vorhandener Fertigungsverfahren auf neue Kühler und Produkte.

Ausgehend von einem Kühler-Benchmarking (Konstruktion/Fertigung/Leistungsmessungen) erstellen wir Kühlerlastenhefte und entwickeln neue Kühlerdesigns mithilfe von CAD. Wir bauen Prototypen im TheSys-Musterbau und begleiten die Messungen auf Prüfständen, Fahrzeug und Kundenanlage.

Die additive Fertigung eröffnet völlig neue Möglichkeiten für den Bau von wärmeübertragenden Strukturen und Wärmeübertragern. Das Kühlernetz kann bionisch-konstruktiv auf die lokalen Betriebszustände ausgelegt werden, konstante Netzgeometrien gehören der Vergangenheit an.

Im Rahmen unseres gekoppelten Entwicklungsprozesses definieren wir die 3d-Bauform, die bionische wärmeübertragende Struktur und die CAD-Konstruktion des Kühlers. Die Konstruktion orientiert sich dabei an den fertigungstechnischen Vorgaben und Limitierungen des metallischen 3d-Druckes. Anschließend generieren wir Kühler-Hardware im 3d-Druck, begleiten das Postprocessing mit Entpulverung der Innenstruktur und die nachfolgenden Qualitäts- und Funktionsprüfungen.

Diese Methodik wenden wir auch an bei der Integration der Funktion „Wärmeübertragung“ in übergeordnete Komponenten unserer Kunden, wie z.B. in Ventilblöcke oder Filtermodule, Werkzeugmaschinen und Zylinderköpfe.

Bei Kühlleistungsmessungen stehen die Messergebnisse oftmals erst nach  Wochen zur Verfügung wenn der Versuch längst abgerüstet ist und Fragen nicht mehr klärbar sind.

TheSys entwickelt versuchsbegleitende Simulationsmodelle zur Echtzeit-Begleitung der Messungen. Hierdurch werden die Versuchskosten und Entwicklungszeiten bei OEM und Tier 1 signifikant reduziert, gleichzeitig verbessert sich die Prognosequalität.

Bei zukünftig autonom-fahrenden Fahrzeugen eröffnet die Kenntnis von Fahrtroute, Verkehrssituation und Wetterbedingungen die Möglichkeit einer alternativen Routenplanung und prädiktiven Regelung des Fahrzeug-Thermomanagements. Dies erlaubt eine signifikante Steigerung der elektrischen Reichweite.

Vor Fahrtbeginn ermitteln wir die optimale Fahrroute und setzen ein Startsetting für die Kühlungsregelung. Während der Fahrt erfolgt eine kontinuierliche Adaption der Routenführung mit Fein-Justierung der prädiktiven Regelung an die geänderten Fahrtbedingungen. Basis hierfür ist der Zugriff auf Car2x-Daten.