Optimierte Thermomanagementsysteme für Elektrofahrzeuge leisten einen Beitrag zu einer energieeffizienten, wirtschaftlichen und komfortablen Mobilität. Turbinen-Durchflussmesssysteme Made by DDM sind eine maßgeschneiderte Messtechnik für den Fahrversuch und die Erprobung des Thermomanagements.
Zukünftig werden die meisten Fahrzeuge mit Elektromotoren angetrieben. Ob die notwendige Energie in Akkumulatoren / Batterien oder in Wasserstoff gespeichert sein wird, werden die nächsten Entwicklungsjahre zeigen.
Beide Systeme, BEV (Battery Electric Vehicle) oder FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle), benötigen ein ausgeklügeltes Wärmemanagement. Diese Systeme haben unterschiedlich große Batterien, die eine perfekte Temperierung benötigen, um eine möglichst hohe Kapazität und Lebensdauer zu erzielen. Die leistungsstarken Elektromotoren sowie deren Leistungselektronik müssen gekühlt werden. Der Innenraum für Fahrgäste soll auf angenehme Temperaturen klimatisiert werden. All diese unterschiedlichen Temperaturniveaus müssen situationsbedingt konditioniert werden.
Zur Auslegung und Abstimmung der Systemkomponenten müssen Durchflussrate und Temperatur des Kühlmittels gemessen werden. DDM Kühlmittelsensoren sind stark miniaturisiert und messen zeitgleich Durchflussrate und Mediumtemperatur mit hoher Genauigkeit.
Für die Erprobung und Testung des komplexen Thermomanagements in Elektrofahrzeugen haben wir unseren Turbinendurchflussmesser (VCT) weiterentwickelt und folgende Schwerpunkte gesetzt:
Bauraum Minimierung
Die Turbinendurchflussmesser (VCT) sind besonders klein und leicht. Sie lassen sich auch in einem stark beengtem Einbauraum einsetzen. Durch die Gewichtsreduzierung sind keine zusätzlichen Halterungen erforderlich. Der Kühlmittelschlauch ist in der Lage das Turbinengewicht sicher zu tragen.
Dynamik
Die Turbinendurchflussmesser (VCT) sind hochdynamische Durchflussmesser und erkennen sehr schnell Durchflussänderungen. Da im Thermomanagementkreislauf neben dem Durchfluss auch die Temperatur schwanken kann, wurde ein medienberührtes hochdynamisches Thermoelement eingesetzt. Dies ermöglicht eine schnellere und somit genauere Viskositätskorrektur des Turbinendurchflussmessers.
Übertragungssicherheit
In den Entwicklungsumgebungen von BEV und FCEV fließen extrem hohe elektrische Ströme, die einen über längere Leitungen geführten RF-Schwingkreis stören könnten. Daher wurde die Kommunikation zwischen Turbine (VCT) und Flow-Computer (VCA) digitalisiert und in Bezug auf EMV Störungsfestigkeit auf eine neues Level gehoben.
Linearisierung und Viskositätskorrektur
Die Ventile im Thermomanagement können zur Reglung der verschiedenen Temperaturniveaus sehr schnell schalten. Daher ist eine vom Hersteller festeingestellte Mittelwertbildung des Durchflusses je nach Messaufgabe unter Umständen nicht nutzbar. Der Flow-Computer (VCA) kann vom Anwender speziell auf die Messaufgabe eingestellt werden. Es ist möglich, den Flow-Computer in einem „Live-Modus“ zu betreiben, indem eventgesteuert der aktuelle linearisierte und viskositätskorrigierte Durchflusswert ausgegeben wird. Genauso kann der Anwender die Mittelwertbildung in Zeitintervallen von 1ms bis 5sec selbst auswählen.
Medienunabhängigkeit
Turbinendurchflussmesser sind viskositätsabhängig und jedes Medium oder Mischungsverhältnis verschiedener Medien haben andere Viskositätskennlinien. So kommt es durchaus vor, dass das Medium im Thermomanagement eines Fahrzeug gewechselt wird, um ein anderes Wasser/Glykol Mischungsverhältnis zu testen. Um eine einfache und schnelle Anpassung des Turbinenmesssystems durchzuführen zu können, sind im Flow-Computer (VCA) bis zu 10 Medienkennlinien hinterlegt, die mittels RFID Tag ausgewählt werden können.