Klimazonen im Prüfstand
Reproduzierbare Messergebnisse unter extremen klimatischen Bedingungen werden in der Antriebsentwicklung immer wichtiger, ganz gleich ob für konventionell oder rein batteriebetriebene Autos. Eine neue Methodik von IAV ermöglicht es, mit geringen Kosten und minimalem mechanischem Aufwand fast jeden IAV-Prüfstand, vom klassischen Motoren- bis zum Batterieprüfstand, in einen vollwertigen Klimaprüfstand umzuwandeln.
«Diese variable Lösung kann beispielsweise im Dauerlauf oder im Mechanik-Versuch eingesetzt werden oder in der funktionalen Erprobung, ganz wie der oder die Kund:in will.»
— Teamleiter Powertrain System Development bei IAV
Auch bei E-Komponenten einsetzbar
Die Entwicklungsthemen beim elektrischen Antriebsstrang nehmen stetig zu, entsprechend steigt die Nachfrage nach Testkapazitäten im Bereich der E-Mobilität. Und auch hier findet die IAV-Klimabox Anwendung, so Ronny Mehnert, Teamleiter Energy & Thermal Management bei IAV.
Auch Batterien sind anfällig für Kondensation, weil feuchte Luft über die halbdurchlässige Membran der Belüftungseinheit Zugang ins System findet. Bei wechselnden Temperaturen schlägt sich das Kondensat nieder und sammelt sich in der Batterie, zum Beispiel beim Überschreiten der Speicherkapazität der Trocknungseinheit. Neben Hochvoltspeichern gehören auch Brennstoffzellen, Leistungselektronik und Inverter zu kondensatempfindlichen Komponenten.
„Die Variabilität, die die Box hergibt, ist nicht alleine auf Verbrennungsmotoren beschränkt“, sagt Jacob. „Sie bietet unterschiedliche Einsatzmöglichkeiten, zum Beispiel auch auf E-Maschinen- und Batterieprüfständen, bei denen man kleine, kostengünstige Einhausungen braucht.“
Die Konstruktion hat ihre Wirksamkeit durch umfangreiche Tests und Simulationen in der Ablagerungs- und Kondensationsthematik bewiesen. Dabei geben die virtuellen Analysen Aufschluss über die Zu- und Abnahme der Kondensatmenge im Verhältnis zur Luftfeuchtigkeit. Mithilfe von 3D-Berechnungen wurden zudem die Entstehungszonen und Transportvorgänge des Wassers im Kühler sowie Rohrsystem bestimmt und dank moderner Topologie Optimierungen und Abhilfemaßnahmen entwickelt, beispielsweise durch Gleichverteilung der Strömung im Kühler oder Wasserabscheider.
Klar ist: Prüfstände sind für die Qualitätssicherung in der Automobilindustrie von zentraler Bedeutung. Je funktionaler und flexibler sie sind, desto größer die Wettbewerbsvorteile, die sich mit ihnen erzielen lassen. Bislang nutzt IAV die Klimabox ausschließlich in Kundenprojekten mit OEMs und Zulieferern an den eigenen Standorten, denkt aber auch an eine Lösung auf Produktbasis.
Die Klimabox von IAV – Schnelle Umwandlung eines Motorprüffelds in eine Klimazelle
Vorteile
- Verwendung eines beliebigen Prüfstands für Baugruppen als konditionierter Prüfstand
- Kurze Montagezeit
- Verschiedene virtuelle Fahrzeuge sowie Routen- und Fahrprofile
- Keine Einschränkungen bei der
- Verwendung von Abgasmesstechnik
- Nachgewiesene hohe
- Vergleichbarkeit der Ergebnisse mit einem Klimaprüfstand
Eigenschaften
- Isolierter Boden
- Zugang durch eine Tür
- Visuelle Überwachung mit
- Kamerasystem
- Überwachung durch Prüfstandautomatisierungssystem
Betriebsmöglichkeiten
- Dynamische Zyklen (z. B. WLTC +20 °C / -7 °C oder Shanghai-Zyklus +35 °C, 90-95 % f möglich)
- Standard-Dauerprüfstand kann mit einer mobilen Klimabox nachgerüstet werden (z. B. kein Wechsel des Prüfstands für Betriebsbedingungen nahe dem Taupunkt erforderlich)
- Konditionierung von Kühlwasser-/Ölkreislauf
- Konditionierung der Ansaugluft
- Feuchteregelung (stabil) bis 95 % f ab 10 °C
