Simulation von Thermomanagementfunktionen in Hybrid- und Elektrofahrzeugen

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Simulation von Thermomanagementfunktionen in Hybrid- und Elektrofahrzeugen

Wiebelt, Achim

Die Simulation der Thermomanagementumfänge in Hybrid- und Elektrofahrzeugen bezieht mit dem Elektromotor, der Leistungselektronik und vor allem dem elektrischen Hochvoltspeicher neue Komponenten ein. Diese stellen im Vergleich zu den Komponenten in konventionellen Antriebsarchitekturen teilweise völlig neue oder erheblich modifizierte Anforderungen an die thermische Gesamtfahrzeugbetrachtung. Nicht nur die Komplexität der thermischen Systeme sowie deren Wechselwirkung untereinander nimmt zu, sondern auch die Erfordernis nach deutlich höherer Energieeffizienz, was durch den beschränkten Energieinhalt in der Batterie begründet ist. Um hier optimale Lösungen zu finden, sind leistungsstarke 1D- und 3D-Simulationswerkzeuge erforderlich, die über effiziente und bedarfsgerechte Simulationsmodelle der neuen Komponenten verfügen. Bei Behr werden die Gesamtfahrzeugsimulationen mit dem firmeneigenen 1D-Simulationswerkzeug BISS durchgeführt. Die Modellierung der neuen Komponenten, insbesondere der Li-Ionen-Batterie, erfolgt angepasst an die speziellen Erfordernisse der Simulation des Gesamtfahrzeugthermomanagements. Gerade für große Parametervariationen sowie für die Betrachtung komplexer, in Wechselwirkung stehender Thermokreisläufe erweist sich BISS als besonders geeignet. Für die Detailauslegung von Komponenten werden kommerzielle 3D-Simulationswerkzeuge verwendet. Ausgewählte Beispiele für 1D- und 3D-Simulationen zeigen den Umfang und das Einsatzspektrum der unterschiedlichen Simulationswerkzeuge.