Autor: Peter Steinberg

Der Zielkonflikt zwischen steigenden Ansprüchen des Kunden an Fahrleistungen, Komfort, Funktionalität und Wirtschaftlichkeit einerseits und sich verschärfenden gesetzlichen Abgasemissions- und Kraftstoffverbrauchsregelungen andererseits stellt den Fahrzeugentwickler vor große Herausforderungen. Das Zusammenführen der teils widersprüchlichen Anforderungen bedingt zunehmende Komplexität und Integrationsdichte, sowohl bei den im Entwicklungsprozess eingesetzten Werkzeugen als auch bei den technischen Lösungen. Das Wärme- und Energiemanagement nimmt hier eine zentrale Rolle bei der intelligenten Organisation des steigenden Energiebedarfes bei gleichzeitig sinkendem Energieangebot im Fahrzeug ein. Als Beispiel sei das sehr geringe Wärmeangebot von Motoren mit Direkteinspritzung und Elektromotoren angeführt, das kompensatorische Maßnahmen zur Sicherstellung der Komfortfunktionen bei allen Umgebungstemperaturen fordert. Weitere Aspekte sind das Temperaturmanagement von Batterien in Hybrid- und Elektrofahrzeugen. Die sich verändernden und rigider werdenden gesetzlichen Regelungen; z.B. die Angabe einer Bandbreites des Zyklusverbrauches für den nordamerikanischen Markt, die 90% aller Kunden abdecken muss; aber auch gestiegenes Ressourcen- und Umweltbewusstsein auf Kunden- und Herstellerseite führen zu neuen Lösungsansätzen bei der Entwicklung der Motor- und Aggregatekühlung sowie bei der Nutzung von Abwärme. In diesem Band stellen Experten aus Industrie und Forschung neue Methoden und aktuelle Entwicklungen vor und ermöglichen dadurch einen interessanten Einblick in Lösungsansätze des Wärmemanagements. Dabei wird sowohl über verbesserte und neuartige Komponenten als auch über Optimierungsstrategien berichtet. Die Vorstellung von Berechnungsverfahren und -anwendungen rundet diese Themenpalette ab. Inhalt: – Reduzierung des Heizbedarfs von Elektrofahrzeugkabinen durch alternative Scheibentechnik – Der Turbosteamer der 2. Generation: Fahrzeugintegration als Schlüssel zur effizienten Abwärmenutzung – Energetische Analyse im schweren Nutzfahrzeug im Hinblick auf thermische Rekuperationsmaßnahmen – Influence of Working Fluids on Organic Rankine Cycle for Waste Heat Recovery Applications – Die Batterie als thermischer Speicher: Auswirkungen auf die Innenraumklimatisierung, die thermische Architektur und die Betriebsstrategie von Elektrofahrzeugen – Enthalpiespeicherkonzept zur CO2-Reduzierung – Optimierung des Getriebewirkungsgrads unter Berücksichtigung thermischer Optimierungsstrategien und kundenspezifischer Lastkollektive – Energy and Heat Balance in Wet DCT – Integration virtueller Steuergeräte in die Gesamtfahrzeugsimulation – Untersuchungen zur Minimierung der Klimaeinflüsse auf die Reichweite von Elektrofahrzeugen – Untersuchungen zur energieeffizienten Klimatisierung von Hybrid- und Elektrofahrzeugen – Coolsteam: Klimatisierung und Heizung von Innenraum und Traktionsbatterie eines E-Fahrzeugs durch eine autarke und kompakte Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung – Thermisches Pkw-Innenraum-Modell – Belüftungsregelung zur effizienten Aufheizung des Fahrzeuginnenraums – Simulation zur verbrauchsorientierten Bewertung von Omnibus-Klimatisierungskonzepten – Downsizing: Auswirkungen auf das Wärmenanagement – Thermalsimulation eine Hybrid-LKW-Kühlsystems – Vorstellung eines innovativen und effizienten Klimasystems für elektrisch angetriebene Fahrzeuge – Thermisches und Lebensdauerbatteriemodell für die Konzeptuntersuchung eines Lithium-Ionen Batteriesystems als Wärmespeicher im Elektrofahrzeug – Energieverbrauchs- und Klimakomfortbewertung mittels Gesamtfahrzeugsimulation – Bewertung eines optimierten Kühlmittelkreislaufkonzeptes in einer thermischen Gesamtfahrzeugumgebung hinsichtlich des Primärenergieverbrauchs – Prüfmethoden und Lastsimulation auf Rollenprüfständen – Modellbasierte Optimalsteuerung als Auslegungswerkzeug für Thermomanagementfunktionen – Herausforderungen bei der Entwicklung von Motorwarmlaufmodellen – Numerische Untersuchungen instationärer Aufheizvorgänge an einem Motorlager unter Verwendung verschiedener gekoppelter Berechnungsmethoden – Thermomanagement im neuen modularen Querbaukasten bei Volkswagen – Numerische Simulation der Kolbenkühlung im Hinblick auf Verbrauchspotentiale und erhöhte Leistungsdichte – Gekoppelte Simulation eines Abgaswärmenutzungs- und Fahrzeugkühlsystems im Nutzfahrzeug