E-Mobilität: Die Thermodynamik im Blick

Elektro-Mobilität – jetzt, wo es offensichtlich wird, wie wichtig Klimaschutz sein kann, neben dem Wetter eines der meistdiskutierten Themen. Ein Unternehmen, das sich dem Thermomanagement, insbesondere bei E-Fahrzeugen, verschrieben hat ist SynErgy TM (Synergy). Unterstützt vom Software-Partner TechniaTranscat und der Simulationslösung Dymola arbeitet Synergy nun multidisziplinarisch daran, E-Fahrzeuge und ihre Batterien mit Blick auf thermodynamische Aspekte weiter zu optimieren.

Die Batterie ist beim E-Fahrzeug das Herzstück. Dementsprechend steht sie im Fokus, wenn es um die Weiterentwicklung und Verbesserung der Modelle geht. Stärker denn je sind deshalb jene Ingenieure gefragt, die sich mit dem Thermomanagement befassen, also mit der Klimatisierung der Batterie und dem Wärmetransport im Fahrzeug. Die richtige Kanalisierung von sowohl Kälte wie auch Wärme können den Wirkungsgrad und somit auch die Reichweite der Batterie optimieren.

Die Komplexität verstehen

Marc Graaf, Gründer der Synergy Thermal Management GmbH, hat sich auf das komplexe Zusammenspiel verschiedener Komponenten spezialisiert. „Erfolgreiches Thermomanagement hat im Grunde drei Ziele: wir wollen  bestmögliche Betriebsbedingungen für die Batterie, dabei einen möglichst hohes Maß an Komfort für die Fahrzeugnutzer und eine möglichst vollständige Verwendung von vorhandenen Ressourcen, wie zum Beispiel der Abwärme von Motor oder Elektronik.“

Graaf ist mit rund 20 Jahren Berufserfahrung und der Beteiligung an mehr als 60 Erfindungsmeldungen ein ausgewiesener Experte in thermodynamischen Fragen. Sein tägliches Werkzeug: das Dynamic Modelling Laboratory, kurz Dymola, mit dem sich komplexe Systeme simulieren und abbilden lassen. Dank Dymolas Multi-Engineering-Kapazitäten lassen sich Modelle zusammensetzen, die verschiedenste Komponenten aus unterschiedlichen Ingenieur-Bereichen beinhalten.

Authentische Visualisierung

„Die animierte Abbildung sorgt zudem für eine noch authentischere Darstellung der Realität“, erläutert Daniel Lehmann, verantwortlicher Vertriebsmitarbeiter bei TechniaTranscat und Graafs Ansprechpartner. Die Karlsruher PLM-Spezialisten unterstützten ihn bei der Implementierung des Programms und stehen Synergy als verlässlicher Software-Partner zur Seite.

„Der größte Vorteil von Dymola für unsere Arbeit liegt darin, dass man multidisziplinarisch arbeitet, also verschiedene physikalische Vorgänge parallel abbilden kann“, so Graaf. Verschiedene Entwicklungsstufen lassen sich mit Dymola mühelos begleiten; Veränderungen lassen sich leicht im Modell abbilden und durchspielen. Besonders am Anfang eines Projekts ist Dymola eine erhebliche Erleichterung: „Meistens liegen noch nicht alle Informationen zu den jeweiligen Komponenten vor. Klassischer Weise müsste man dann Vermutungen anstellen, mit Schätzwerten arbeiten oder tatsächlich warten bis alle Daten da sind. Das Programm ermöglicht es, dass wir beginnen und einfach nach und nach alle weiteren Informationen einpflegen und das Modell so immer komplexer machen, ohne dass bei einer Änderung nochmal von vorne begonnen werden müsste.“

Bereichsübergreifende Arbeit wird einfacher, aber nicht trivial

In „vor-digitalen“ Zeiten waren solche Berechnungen unglaublich zeitintensiv und von einem Dienstleister wie Synergy beinahe nicht zu erbringen. Große Unternehmen und Automobilhersteller verließen sich viel auf Erfahrungswerte und mussten bei der Veränderung eines einzigen Parameters die gesamten Berechnungen neu aufsetzen. Heute aber kann man mit Dymola beliebig komplex modellieren und das Modell, oder auch nur Teile des Modells, in andere Projekte importieren. Um die Simulationsmodelle schneller aufzubauen, werden bei Synergy Heat Exchanger, Liquid Cooling und Vapor Cycle Libraries von Modelon – TechniaTranscats Partner – genutzt. „Wir können so effizient präzise Simulationen erstellen und als Dienstleister unseren Kunden das Expertenwissen als anschauliche, realistische Darstellung zur Verfügung stellen“, bilanziert Graaf.

Über die Vorteile der Software selbst hinaus schätzt man vor allem die kompetente Betreuung durch TechniaTranscat. Schnelle Reaktionszeiten, die Bereitschaft persönlich vorbei zu kommen und vor allem das technische Know-how haben bei Synergy für das Gefühl gesorgt, in guten Händen zu sein. „Die Offenheit, mit der man Vorschlägen begegnet und die Selbstverständlichkeit, mit der man auch Kooperationspartner dazu holt, falls eine entsprechende Lösung nicht inhouse gefunden werden kann, haben mich sehr beeindruckt“, gibt Graaf zu. „Es steht zu jeder Zeit der Kunde mit seinen individuellen Wünschen und Bedürfnissen im Fokus.“ Bei TechniaTranscat freut man sich über das Lob und Lehmann bestätigt: „Unser Ziel ist es, Unternehmen so zu unterstützen, dass diese ihre Arbeit dank optimaler Software-Lösungen so gut wie möglich erledigen können.“

Den Antriebstrang als neues Feld

Bei Synergy hat man das erfolgreich umgesetzt, sodass einen Blick in die nahe Zukunft möglich ist. „Wir planen uns demnächst nicht mehr nur um die thermodynamischen Vorgänge rund um die Batterie zu kümmern, sondern würden das gerne auch auf den Bereich Antriebsstrang ausdehnen“, so Graaf – und dank Dymola und mit TechniaTranscat wird dies sicher gelingen.