HVAC / Innenraumklimatisierung

Den wachsenden NVH-Anforderungen gerecht werden

Ob alternative Kältemittel, neueste Batterietechnologien oder optimierte Klimaaggregate – für die Bereiche HVAC und Innenraumklimatisierung setzen wir die stetig wachsenden Anforderungen im Automobilbereich schnell und effizient um. Wir unterstützen bei der Kältemittelentwicklung, entwickeln neue Systeme und optimieren die Fahrzeugklimaanlage. Energieverbrauch, Umweltschutz und Komfort spielen dabei eine wesentliche Rolle. Mit unseren NVH-Messungen sorgen wir sowohl für einen optimalen Klimakomfort als auch für eine geringe Geräuschentwicklung im Innenraum.

Thermomanagement neu definiert 

Im Rahmen neuer Antriebstechnologien arbeiten wir kontinuierlich an der Weiterentwicklung mit unseren Systempartnern im Bereich der Fahrzeugklimatisierung und Aggregatekühlung. Wir konzipieren Prüfstände und Systemkomponenten, die eine effiziente Entwicklung des Herzstücks jeder Kälteanlage - des Verdichters - ermöglichen. Die neueste Generation elektrisch angetriebener Kompressoren (eKMV), die ihren Einsatz in Elektro- und Hybridfahrzeugen finden, wurde von den Engineering-Kompetenzen von IPETRONIK begleitet - von der Entwicklung bis zur Serieneinführung.

NVH-Messungen an Kältemittelverdichtern

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Unser Leistungsportfolio

  • Oil-Circulation-Ratio-Absicherungen/Öl-Füllmengenuntersuchungen und -empfehlungen
  • Kältemittel-Füllmengenbestimmungen
  • Analyse der Aggregate- und Komponenten-Akustik
  • Leistungsmessungen vom System und den Komponenten (KM/Luft/Wasser/Strom)
  • Funktions- und Regelungsentwicklung am Thermomanagement
  • HIL mit Fahrzeugsteuergerät und realen Kühl- und Kältemittelkreisläufen
  • Enwicklung von Wärmepumpentechnologien
  • Simulation der Luftkreisläufe und Energieabgabe von Elektromotoren/Batterien
  • Identifizierung der Geräuschemissionen von Kältemittelkreislauf-Komponenten im HVAC

Klima-Akustik-Kammer

  • Cool-Down-Tests (vereinfachte Klima-Windkanal-Bedingungen)
  • Füllmengenbestimmungen für Fahrzeugkältekreis
  • Messung von Kabinen- und Außengeräusch, Vibration an Transferpfaden, Pulsation in Kältemittelleitungen und Fahrzeugbetriebsdaten (CAN-Bus) unter Kälte-, Komfort- und Hitzeklima
  • Erprobung von Standheizungen hinsichtlich Heizleistung und Akustik

Integrierte HV-Ladesäule

  • 350 kW-DC-Ladesäule für den Fahrzeugversuch (Standort Baden-Baden)
  • Messung/Darstellung von Standard-Ladevorgängen (AC bis 22 kW) und höherer Leistungsklassen
  • Messtechnische Dokumentation der Ladevorgänge in Bezug auf alle relevanten Parameter
  • Quantifizierung von Ladeleistungseinfluss auf das vom Fahrzeug abgestrahlte Außengeräusch

Simulation extremer Klimabedingungen

Unsere Klima-Akustik-Kammer bietet mit ihrer flexiblen Konditionierung von Kälte- bis Hitzeklima ideale Randbedingungen, um das Heiz-/Klima-System eines Fahrzeugs realistisch zu belasten. Mit der Temperatur-Regelung von -20 °C bis +50 °C, der Luftfeuchte, der Sonnensimulation mittels Infrarotlampen, sowie der Fahrzeuganströmung mit bis zu 32 km/h Fahrtwind lassen sich vielfältige Klimazonen als Fahrzeugumgebung simulieren.

Neben der thermodynamischen Nutzbarkeit erlaubt die Auslegung als akustischer Halbfreifeldraum - zusammen mit der Geräuschdämpfung aller Konditionierkomponenten - die authentische Beurteilung und Vermessung akustischer Phänomene. Typische Anwendungen bestehen in der Erprobung und subjektiven Bewertung von Klimakompressoren im Fahrzeug, HVAC-Geräuschen ("Verdampferzischeln") und allgemeinen Transferpfad-Analysen des Kältekreises.

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Engineering

Dienstleistungen im Bereich Thermomanagement an Prüfständen

Thermomanagement ist ein Schwerpunktthema in der Fahrzeugentwicklung, das im Entwicklungsprozess von Anfang an berücksichtigt wird. Wertvolle Entwicklungsschritte können bereits in einer frühen Phase auf einem TC5:E5hermomanagement-Systemprüfstand geleistet werden. Durch die Einbindung von Berechnungsmodellen und Simulatoren/Emulatoren könnte bereits in einem frühen Entwicklungsstadium (ohne Fahrzeug) qualitative Aussagen zu Systemen, Komponenten und Regelstrategien für Kühl-, Heiz- und Kältekreisläufe getroffen werden. Zudem ist eine frühzeitige Erprobung von Betriebsstrategien möglich. In weiteren Phasen der Entwicklung (inklusive einer Serienbetreuung) können Probleme nachgestellt und Ursachen in einer reproduzierbaren Umgebung untersucht werden.

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Engineering

NVH Systemakustikprüfstand

IPETRONIK bietet mit seinem NVH Systemprüfstand die Möglichkeit die Geräuschentwicklung am HVAC (Klimakasten) über hauseigene Akustikmesstechnik aufzuzeichnen und zu analysieren. Dazu werden Mikrofone im Nahfeld lokaler Schallquellen platziert und ggf. die sogenannte Akustische Kamera (GFAI, siehe Abbildung rechts) zur Schalllokalisierung genutzt. Ebenso können Sensoren für Vibration und Pulsation des Kältemittels im System platziert werden.

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Engineering

Thermomanagement-Systemprüfstand

Thermomanagement ist ein Schwerpunktthema in der Fahrzeugentwicklung, das im Entwicklungsprozess von Anfang an berücksichtigt wird. Wertvolle Entwicklungsschritte können bereits in einer frühen Phase auf einem Thermomanagement-Systemprüfstand geleistet werden. Durch die Einbindung von Berechnungsmodellen und Simulatoren/Emulatoren könnte bereits in einem frühen Entwicklungsstadium (ohne Fahrzeug) qualitative Aussagen zu Systemen, Komponenten und Regelstrategien für Kühl-, Heiz- und Kältekreisläufe getroffen werden. Zudem ist eine frühzeitige Erprobung von Betriebsstrategien möglich. In weiteren Phasen der Entwicklung (inklusive einer Serienbetreuung) können Probleme nachgestellt und Ursachen in einer reproduzierbaren Umgebung untersucht werden.

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Engineering

Funktionsprüfstand - Kältemittelverdichter

In der modernen Entwicklung der Fahrzeug-klimatisierung und in Verbindung mit dem Thermomanagement befindet sich das technische Design bzw. die Absicherung der Funktion des Kältemittelverdichters im Fokus des ganzheitlichen Entwicklungsprozesses. Gerade aufgrund der sich ändernden Anforderungen im Automobilsektor ist es unerlässlich durch zuverlässige Prüfstandseinrichtungen eine einwandfreie Funktion des zu testenden Prüflings abzubilden. Sei es im klassischen AC-Modus als auch im nun immer wichtigeren Wärmepumpenbetrieb. Das Zusammenspiel von nachhaltiger Hardware im Prüfstand und die darauf abgestimmte Regelung in Form der hauseigenen Software IPEmotion machen diesen Prüfstand zu einem einzigartigen Produkt im Dienstleistungssektor der Automobilindustrie.

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Engineering

Leise-Luft-Prüfstand

IPETRONIK bietet mit dem Leise-Luft-Prüfstand die Möglichkeit der Untersuchung luftdurch-strömter Systeme und Komponenten. Beim Testing der Belüftung von Fahrzeugen hat sich der Leise-Luft- Prüfstand als multifunktionales Tool etabliert. Hierbei stehen aeroakustische und strömungsphysikalische Belange im Fokus. Die Kompaktheit und Mobilität des Prüfstands ermöglichen die Realisierung vielfältiger Prüf-architekturen von standardisierten bis hin zu spezifischen Setups. Der inhouse entwickelte Prüfstand wird solo, aber auch in Kombination mit weiteren Prüfeinrichtungen genutzt. Für aeroakustische Tests stehen Akustik-Kammern und Klima-Akustik-Kammern zur Verfügung.

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Prüfstände

Systemprüfstände und Luftkonditioniermodule

In unserem Leistungsspektrum befinden sich auch Systemprüfstände und einzelne Luftkonditioniermodule. An Systemprüfständen lassen sich komplette Fahrzeug-Klimakreisläufe mit ihren Komponenten und verschiedenen Kältemitteln unter realen Umweltbedingungen testen. Durch den modularen Aufbau können die Prüfstände flexibel an unterschiedliche Klimaanlagensysteme adaptiert werden, wodurch sich Rüstzeiten verkürzen. Hierbei spielt insbesondere die Verwendung von sogenannten Prüfwägen eine bedeutende Rolle. Es kann somit ein neuer Kreislauf auf seinem Wagen außerhalb des Prüfstandes gerüstet werden, während am Prüfstand noch Prüfungen mit einem anderen Kreislauf durchgeführt werden. Somit wird nicht nur die Rüstzeit effektiver genutzt, sondern auch die Stillstands-Zeit des Prüfstandes reduziert. Die dazu notwendigen Medienversorgungsmodule zur Luftkonditionierung und Kühlmittelkreisläufe (IPEsim) können nach Kundenanforderung individuell zusammengestellt und betrieben werden. Temperatur, Luftfeuchte und Luftmassenstrom werden mit einer sehr hohen Regelgüte und Genauigkeit eingestellt, um so reproduzierbare Testergebnisse zu gewährleisten.

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Engineering

Klima-Akustikkammer

Die Klima-Akustikkammer bietet mit ihrer flexiblen Konditionierung von Kälte- bis Hitzeklima ideale Randbedingungen, um das Heiz-/Klima-System eines Fahrzeugs realistisch zu belasten. Mit der Regelung der Temperatur von -20 °C bis +50 °C, der Luftfeuchte, der Sonnensimulation mittels Infrarotlampen sowie der Fahrzeuganströmung mit bis zu 32 km/h Fahrtwind lassen sich vielfältige Klimazonen als Fahrzeugumgebung simulieren. Neben der thermodynamischen Nutzbarkeit erlaubt die Auslegung als akustischer Halbfreifeldraum zusammen mit der Geräuschdämpfung aller Konditionierkomponenten die authentische Beurteilung und Vermessung akustischer Phänomene. Typische Anwendungen bestehen in der Erprobung und subjektiven Bewertung von Klimakompressoren im Fahrzeug, HVAC-Geräuschen (Verdampferzischeln) und allgemeinen Transferpfadanalysen des Kältekreises.

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Engineering

Systemprüfstand

In Zeiten der E-Mobilität dient der nicht nur der Komfortklimatisierung der Fahrgastkabine, sondern auch zur Kühlung des elektrischen Antriebsstranges und der Batterie. Er wird somit zu einer der zentralen Subsysteme des Fahrzeuges und muss bereits von Anbeginn der Entwicklung berücksichtigt werden. Da in dieser frühen Phase für gewöhnlich weder Fahrzeuge noch Subsysteme zur Verfügung stehen, werden die Leitungen, Verdampfer und sonstige Wärmeübertrager geodätisch aufgebaut. Antriebsstrang und Batterie werden durch Emulatoren abgebildet, die Innenraumverdampfer mit konditionierter Luft beaufschlagt. Die Luftstrecke für den Kondensator simuliert Temperatur und Fahrgeschwindigkeit. Dies ermöglicht eine kalorische (leistungsbezogene) Bewertung des Systems, Tests verschiedener Verschaltungen, Vergleich verschiedener Komponenten und das Entwickeln von Betriebsstrategien.

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Engineering

Komponentenprüfstand

Kältemittelkreislauf Komponenten messtechnisch auf thermodynamische Eigenschaften zu unter-suchen ist in der Automobil-Entwicklung von Komponenten (und Systemen) von großer Bedeutung. Häufig werden unsere Messergebnisse als Entscheidungsgrundlage für Serienvergabe sowie zur Analyse von Optimierungspotentialen oder Alleistellungsmerkmalen herangezogen. IPETRONIK bietet als herstellerunabhängiges Testzentrum mit langjähriger und branchen-übergreifender Erfahrung im Thermodynamik-bereich gefragte Komponenten- Vermessungen inklusive fundierter Auswertungen an. Von unseren Dienstleistungen profitieren sowohl OEMs und Tier-1-Zulieferer als auch Entwicklungspartner.

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Dauerlaufprüfstand IPEload

Komponentenentwicklung im „Miniformat“! Der kleine Bruder zur IPEcomp ist die IPEload auto. Wie schon bereits beim IPEcomp erwähnt können mit diesem Produkt die Eigenschaften des Prüflings bestimmt werden. Hierbei liegt der Fokus mehr auf der Dauerhaltbarkeit und der Lifecycle Performance. Realisiert wird dies durch im Lastenheft des Kunden vorgegebene Raffertests, oder die Bestimmung der Testmatrix wird individuell mit der Expertise von IPEengineering erarbeitet. Durch den kleinen Bauraum und den daraus resultierenden geringen Platzaufwand, kann diese Loadbox für andere entwicklungsrelevante Themenfelder rund um den Kältemittelkompressor eingesetzt werden. In Verbindung mit einem separaten Klimaprüfschrank kann der Prüfling mit verschiedenen Temperaturen, sowohl im positiven als auch im negativen Celsiusbereich, beaufschlagt werden.

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Engineering

ISO-R Leitfähigkeitsanalyse von Komponenten und Systemen

Neben der Analyse des Kompressor-Öls zählt auch die Messung des Isolations-widerstandes nicht nur zu den techno-logisch wichtigen Themen, sondern auch zur Sicherheit und im Umkehrschluss auch zur Produkthaftung eines Kältemittel-kompressors. Auch hier positioniert sich IPETRONIK zentral in der Gesamt- entwicklung der Hauptkomponente Kompressor. Bei mit Kunden entwickelten Testmethoden bzw. Testprozeduren, werden entweder der gesamte Prüfling oder nur dessen Stator auf den Isolationswiderstand überprüft.

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