Leckagelabor

IPETRONIK ist als eines der wenigen Unternehmen in Europa vom Kraftfahrt-Bundesamt als Prüflabor zur Ermittlung von R134a-Leckageraten akkreditiert worden. Die Akkreditierung erfolgte am 20.12.2007 und hatte seine Gültigkeit bis Oktober 2018. Damit war das Unternehmen berechtigt, Leckagemessungen gemäß der Richtlinie 2006/40/EG einschließlich VO 706/2007 an Kfz-Klimaanlagen und deren Komponenten im Rahmen der KBA-Typgenehmigung durchzuführen. Seit dem Jahr 2017 wird diese Typgenehmig beim KBA bezüglich Klimaanlagen nicht mehr benötigt, da in Europa nur noch Neuzulassungen von Fahrzeugen mit einem Kältemittel zulässig sind, welches ein Treibhauspotenzial (GWP) <150 aufweist. IPETRONIK steht für Umweltschutz, denn ganz ausgeräumt sind teilfluorierende Treibhausgase noch nicht, da nach wie vor Fahrzeuge mit dem Kältemittel R134a auf den Straßen unterwegs sind. Auch hier gilt es die Leckageraten von Bauteilen so gering wie möglich zu halten und zum Beispiel über Kältemittelgemische den GWP zu senken.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Eine neue Art der Lifecycle-Absicherung auf der Komponenten- und Systemebene beinhaltet die Darstellung und Erfassung des Verhaltens von Fremdkörpern innerhalb der Anlage. Durch automatisierte Fertigungen und verschiedene Fertigungsprozesse tauchen zunehmend Fehlerquellen auf, die die Qualität des Endproduktes nachhaltig beeinflussen können. Genau hier setzt IPEengineering an und bietet im Rahmen der Dienstleistungen einen weiteren Baustein, mit dem auf viele Eigenschaften eines Endproduktes positiv eingewirkt werden kann. In Kooperation mit einem unabhängigen Prüflabor werden definierte Kontaminationskapseln hergestellt, deren Verschmutzungen dann in das zu testende System eingebracht werden. Nach Beendigung der Testreihe werden die Komponenten des Systems zur Analyse der sich darin befindlichen Partikel in das Testlabor gebracht und ausgewertet.

Eines der State-of-the-Art-Themen rund um die Entwicklung des elektrischen Kältemittel- kompressors ist die Analyse der Leitfähigkeit, bzw. der Einfluss des Kompressor-Öls auf die Statorwicklungen und den damit zusammen- hängenden Isolationswiderstand. Mit dem im Bild gezeigten Equipment kann automatisiert eine Probe analysiert und mithilfe der zugehörigen Software ausgewertet werden.

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.