25 merklich verringern, versorgt das E-Auto alle Funktionen – von der Beschleunigung bis zum Bord-Infotainment – aus derselben Energiequelle. Daher ist es für die Elektromobilität essentiell, die Thermomanagementsysteme im Fahrzeug so effizient und „intelligent“ wie möglich zu gestalten, um die real zur Verfügung stehende Reichweite zu maximieren. Neben dieser Thematik lässt sich in den vergangenen Jahren ein weiteres Phänomen beobachten: Unter anderem wegen der wachsenden E-Mobility-Start-up-Szene steigt die Konkurrenz innerhalb der Automobilbranche rasant an. Zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit wird vor allem auf dem asiatischen Markt, jüngst aber auch in Europa und den USA, von Entwickler- wie Kundenseite immer mehr Wert speziell auf den Klimakomfort im Fahrzeuginnenraum gelegt. Nicht zuletzt wird das autonome Fahren bisherige Klimatisierungskonzepte revolutionieren, indem sich die Insassen beispielsweise gegenübersitzen, anstatt nach vorne gewandt, was die Notwendigkeit einer völlig anderen Verteilung der Luftströme in der Fahrgastzelle nach sich zieht. Aus diesen Gründen ist es notwendig, eine Virtualisierungsstrategie zu entwickeln, um neue Thermomanagementkonzepte deutlich schneller und zugleich besser abbilden sowie optimieren zu können. Effizientere Entwicklungsprozesse dank Virtualisierung Die Virtualisierung hat zu einem gewissen Grad längst Einzug in die Thermomanagemententwicklung gehalten. Dennoch hängt weiterhin ein Großteil der umfassenden Feinabstimmung der Innenraumklimatisierung vom individuellen Empfinden der beteiligten Applikateure ab, die sich bei der Bewertung des Komforts bislang nur sehr bedingt auf objektive Messergebnisse stützen können. Die hierfür notwendigen Applikationsfahrten liefern aktuell nicht nur vor allem subjektive Ergebnisse, sie können auch erst spät im Entwicklungsprozess stattfinden, da weite Teile der Hard- und Software bereits festgelegt und integriert sein müssen. Zudem sind bei diesen Tests zahlreiche Lastszenarien in unterschiedlichen Klimaumgebungen abzufahren. Zu diesem Zweck werden aufwändige Erprobungsreisen an teilweise weit entfernten Orten wie Südafrika oder dem Death Valley mit Versuchsfahrzeugen und Personal durchgeführt, was langwierig und kostenintensiv ist. Um den Anforderungen des Marktes nach einem hohen Komfortniveau im Fahrzeug zukünftig unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten begegnen zu können, ist daher ein Entwicklungsprozess für Klimatisierung und Klimakomfort notwendig, der – anstatt auf klassischen Testfahrten – in erster Linie auf dynamischen Modellen und Simulationen beruht. So soll die teure Applikationsarbeit langfristig auf ein Minimum reduziert und weitgehend durch volltransiente Berechnungen abgelöst werden. Die Spezialisten von ARRK Engineering haben einen allgemeinen Entwicklungsprozess entwor fen, der die einzelnen Schritte der Klimakomfortentwicklung berücksichtigt: angefangen bei Benchmarkuntersuchungen über die Auslegung der Kreisläufe sowie der Funktions- und Komfortauslegung der Kabinenklimatisierung mit Entwicklung der Klimaregelungsstrategie bis hin zur Optimierung und Validierung. Der Fokus der aktuellen Arbeiten an dem Prozess liegt dabei auf der Frage, welche Voraussetzungen insgesamt geschaffen werden müssen, um die angestrebte Virtualisierung umsetzen zu können, und welche Bausteine in der Simulation noch detaillierter erarbeitet werden müssen. Luft- und Wärmedynamik in der Fahrgastzelle Um die noch bestehenden Lücken zu schließen, sind die ARRK-Ingenieure derzeit dabei, unterschiedliche Modelle zur Abbildung aller beteiligten Faktoren zu erarbeiten. Hierzu zählt beispielsweise die Modellierung der HVAC-Komponente, die das Kernbauteil für die Regelung der Luftkonditionierung und -zuführung in der Fahrzeugkabine ist. Der Schwerpunkt hierbei liegt zum einen auf der Abbildung des thermischen Verhaltens Bild: © ARRK Engineering GmbH, ANAID studio/Shutterstock Bild: © ARRK Engineering GmbH Der ARRK-Dummy ist mit 31 gleichmäßig über den Körper verteilten Sensoren zur Messung der Lufttemperatur und feuchte, der lang- und kurzwelligen Strahlung sowie der Windgeschwindigkeit ausgestattet. Die Spezialisten von ARRK Engineering haben einen allgemeinen Entwicklungsprozess entworfen, der die einzelnen Schritte der Klimakomfortentwicklung aufschlüsselt: angefangen bei Benchmarkuntersuchungen über die Auslegung der Kreisläufe sowie der Funktions- und Komfortauslegung der Kabinenklimatisierung mit Entwicklung der Klimaregelungsstrategie bis hin zur Optimierung und Validierung.
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