Das Innenraumgeräusch eines Kraftfahrzeuges ist im Sinne eines hohen Komforts der Passagiere gering zu halten und darüber hinaus angenehm zu gestalten. Aufgrund akustischer Optimierungen der Hauptschallquellen am Fahrzeug treten die Klimatisierungsgeräusche zunehmend in den Vordergrund. Daher ist im Entwicklungsprozess eine frühzeitige Bewertung der Geräuschqualität des Klimatisierungssystems erforderlich.
Für die Beurteilung der Qualität von Fahrzeugklimatisierungsgeräuschen wurde mittels eines Hörversuchs von gleich lauten Schallen, die psychoakustische Schärfe als geeignete Bewertungsgröße identifiziert. Darüber hinaus wurde ein Ansatz zur Erfassung statistisch auftretender, zeitlicher Modulationen erarbeitet.
Weiterhin wurde das abgestrahlte Schallfeld der Klimaanlagen zweier Serienfahrzeuge in einem vereinfachten Fahrzeugmodell approximiert und durch die systematische Variation der Randbedingungen beeinflusst. Hierbei wurden die Versuchsumgebung, Impedanzrandbedingungen und geometrische Eigenschaften variiert. Darüber hinaus konnte das Schallfeld charakterisiert und die Robustheit gegenüber der Randbedingungen und deren Wechselwirkungen untersucht werden.
Aus den Untersuchungen wurde ein Prüfstandskonzept für die akustische Bewertung von Fahrzeugklimatisierungssystemen abgeleitet, der im frühen Produktentwicklungsprozess als Werkzeug dienen kann, die Klimatisierungsgeräusche im Fahrzeug messbar und wahrnehmbar zu machen.
Aktualisiert: 2021-12-20
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Bei sehr niedrigen Temperaturen tritt bei batterieelektrischen Fahrzeugen eine erhebliche Reichweitenreduktion durch die Heizung und Klimatisierung des Innenraums auf. In dieser Arbeit wird ein Ansatz zur Entspannung des Zielkonflikts zwischen Reichweite und thermischem Komfort vorgestellt. Dafür werden Auslegungskriterien für das Heating, Ventilation and Air Conditioning System (HVAC-System) von Kraftfahrzeugen mit Hilfe statistischer Wetter- und Fahrzeugbewegungsdaten erarbeitet.
Es werden Heiz- und Kühlsysteme für Fahrzeuge und Möglichkeiten zur Reduktion von Wärmeübertragung in und aus dem Fahrgastraum vorgestellt. Der Leistungs- und Energiebedarf wird anhand der erarbeiteten Auslegungskriterien und mit Hilfe eines Fahrgastraumsimulationsmodells ermittelt. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt dabei auf der Reduktion der Energiemenge bei konstantem Komfort gegenüber dem Serienstand. Dabei werden die Wärmeströme der einzelnen Wärmetransportmechanismen, Zuluft, Abluft, Wärme- und Wasserdampfabgabe der Insassen sowie die Aufheizung und Abkühlung der thermischen Massen ermittelt, um daraus die Verbesserungsmaßnahmen mit dem größten Nutzen abzuleiten.
Darauf aufbauend werden Konzepte zur Optimierung des HVAC-Systems und der Fahrzeugkabine für ein Fahrzeug des A- und C-Segments erstellt und die Reduktion im Leistungs- bzw. Energiebedarf ermittelt. Durch die Maßnahmen Wärmepumpe, direkte Beheizung und Kühlung, Wärmedämmung, Umluftbetrieb, Vorkonditionierung und reduzierte thermische Massen ergeben sich Energieeinsparungen gegenüber einem Standardfahrzeug mit einer elektrischen Widerstandsheizung zwischen 70 und 80%.
Aktualisiert: 2019-06-18
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Tagungsdokumentation der 2. Expertentagung zum Thema HVAC - Heating, Ventilation and Air Conditioning
Aktualisiert: 2020-11-02
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