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Virtuelle Antriebskomponenten
Oft werden im Entwicklungsprozess die Subsysteme und Komponenten des Fahrzeugantriebs separiert ausgelegt und optimiert. Im realen Fahrzeug stehen diese Teilsysteme jedoch in vielfältigen Wechselwirkungen. Ziel muss die bestmögliche Gestaltung des Gesamtsystems sowie eine Optimierung einer jeder Komponente innerhalb dieses Systems sein.
Hier bietet das FKFS seinen Kunden eine hilfreiche und effektive Kombination aus Gesamtsystemkompetenz und tiefem Detailwissen in den einzelnen Komponenten. Wir führen Konzeptstudien durch, übernehmen Aufgaben aus dem Tagesgeschäft unserer Kunden oder stehen als Forschungspartner für wissenschaftliche Fragestellungen zur Verfügung.
Es ist uns wichtig, die Ergebnisse der Simulation bezüglich der Wirkzusammenhänge zu verstehen und zu plausibilisieren. Denn nur so können wir Vertrauen in unsere Simulationsergebnisse schaffen und Modellgrenzen rechtzeitig erkennen.
0D/1D Simulation
Wie wird der Verbrennungsmotor in zehn Jahren aussehen? Welche Brennverfahren werden zum Einsatz kommen? Welche Anforderungen an AGR-Strecken, Ventiltriebsvariabilitäten, Kühlleistung, Ölversorgung, Abgasnachbehandlung und Sensorik werden sich ergeben? Fragen, die sich Antriebsstrangentwickler und Zulieferer gleichermaßen stellen. Unsere große Erfahrung in der Brennverfahrensentwicklung, unser UserCylinder und unser digitaler Motorenbaukasten helfen, zukünftige Szenarien zu beschreiben.
Wichtig dabei: Oft werden im Entwicklungsprozess Antriebsstrang, Luftpfad, Brennverfahren, Ölkreislauf und Kühlkreislauf separiert ausgelegt und optimiert. Im realen Fahrzeug stehen diese Teilsysteme jedoch in vielfältigen Wechselwirkungen. Ziel muss die Optimierung des Gesamtsystems sein. Die 0D/1D-Simulation stellt Werkzeuge zur Verfügung, mit denen die Wechselwirkungen der Teilsysteme im transienten Fahrbetrieb frühzeitig im Entwicklungsprozess über virtuelle Versuchsträger abgebildet werden können.
Hiermit können dann Randbedingungen, Anforderungen und Effizienzpotential für mögliche zukünftige Antriebskomponenten ermittelt werden.
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3D-CFD Simulation
Neben den experimentellen Untersuchungen in den Windkanälen wird am FKFS auch die numerische Strömungssimulation in den Forschungs- und Entwicklungsprojekten eingesetzt. Die Untersuchungen im Digitalen Windkanal, dem numerischen Äquivalent der experimentellen Versuchsumgebung, haben den Vorteil, dass sie bereits im frühen Stadium ohne Hardware erfolgen können. In Abhängigkeit von der Aufgabe können sie auch von Validierungsexperimenten in den eigenen Versuchseinrichtungen begleitet werden.
Alle Simulationen werden auf dem FKFS-eigenen Cluster durchgeführt. Für Parameterstudien und qualitative Geometrievariationen werden innovative Morphingwerkzeuge und Optimierer eingesetzt.
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Tel.: +49 711 685-68091
Batteriemodellierung
Bei der Elektrifizierung des Antriebsstranges spielt die Batterie eine Schlüsselrolle. Ihre Leistung bestimmt die Reichweite sowie die Anforderungen an das Thermomanagement eines Fahrzeugs maßgeblich. Es ist deshalb wichtig bereits in frühen Phasen der Entwicklung das elektrische sowie thermische Verhalten einer Batterie mit Hilfe von Simulationen vorherzusagen. Es stehen dazu am FKFS einerseits eigens entwickelte 1D-Modelle auf Basis von Thevenin Modellen sowie kommerzielle 3D-Simulationstools zur Verfügung. Die Daten zur Validierung der Modelle können auf dem hauseigenen Batteriezellprüfstand gewonnen werden.
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Tel.: +49 711 685-67615
Kühlsystemsimulation
Zur Kühlsystemsimulation werden Systemsimulationswerkzeuge eingesetzt, die das Kühlsystem mit seinen zahlreichen Komponenten als Netzwerk abbilden. Durch die Einbindung weiterer Modelle wie z.B. für den Innenraum kann so das gesamte Thermomanagement des Fahrzeugs modelliert werden. Dabei können kundenspezifische Fahrzyklen und die jeweiligen Umgebungsbedingungen berücksichtigt werden.
Diese Simulation kann dafür eingesetzt werden, entweder das Gesamtsystem zu optimieren und zu bewerten oder um die Leistungsfähigkeit einer einzelnen Komponente zu überprüfen.