Modellierung und Analyse des instationären thermischen Verhaltens von Verbrennungsmotor und Gesamtfahrzeug

In der vorliegenden Schrift wird über die Umsetzung eines Gesamtfahrzeugmodells zur Vorausberechnung des thermischen Verhaltens sowie Kraftstoffverbrauchs eines Fahrzeugs mit verbrennungsmotorischem Antrieb berichtet. Mit dem Ziel einer ganzheitlichen Analyse sämtlicher Energieflüsse zur Erschließung weiterer CO_2-Reduktionspotenziale wird dabei auf die Methode der Co-Simulation zurückgegriffen. Diese erlaubt die zeitsynchrone Kopplung sämtlicher Teilmodelle zu einem Gesamtfahrzeugmodell. Im Fokus der Arbeit steht dabei die physikalische Modellierung der thermischen Eigenschaften des Verbrennungsmotors unter Berücksichtigung aller relevanten Wärmequellen und -senken. Bei der Modellierung wird größter Wert darauf gelegt, dass das thermische Gesamtfahrzeugmodell bei verschiedenen Fahrzyklen sowie unterschiedlichen Umgebungstemperaturen Gültigkeit besitzt. Nur so können Maßnahmen des instationären Thermomanagements unter realen Bedingungen bewertet werden. Als Anwendungsbeispiele werden die Untersuchung einer elektrisch beheizbaren Frontscheibe sowie eines Wärmespeichersystems hinsichtlich Energieeffizienz und thermischem Komfort vorgestellt.