Systems Engineering

Warm, kalt, chemische Reaktion? Mit Systems Engineering liegen Sie immer richtig

Wir sind Experten für Wärme-, Prozess- und Energiesysteme - erfahren in der Modellierung und Simulation verschiedenster Technologien wie Wärmepumpen, Kühlkreisläufe, chemische Reaktoren und Batterien.

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Model based systems engineering

Wir unterstützen Sie mit unserem Wissen und unserer Erfahrung in Systemsimulation, Thermodynamik, Regelungstheorie und mathematischer Optimierung bei der Lösung anspruchsvoller Aufgaben und der Verbesserung Ihrer Produkte, Prozesse und Systeme.

Abstrakte Darstellung eines Modells

Simulation

Wir bauen einen digitalen Zwilling Ihres Systems, damit Sie dessen Verhalten viel einfacher (und viel günstiger) untersuchen und vorhersagen können als in der Realität.

Messungen

Es ist immer gut, die Simulationen mit realen Messdaten zu stützen. Wir bauen und betreiben Prüfstände entsprechend Ihren spezifischen Anforderungen.

Regelung

Wir helfen Ihnen, robuste und effiziente Regelungen für Ihr System zu entwickeln. Angefangen von grundlegenden Konzepten bis hin zum Hardware-in-the-Loop-Test.

Optimierung

Wir nutzen Simulation, mathematische Optimierung und Ingenieurwissen, um die Energieeffizienz komplexer Systeme zu steigern.

Für unsere Engineering Services nutzen wir die besten Werkzeuge...

...und wenn wir keins finden, bauen wir es einfach selbst.

TIL Suite

Unsere Modellbibliothek für thermische Systeme

MUSCOD

Leistungsstarker Optimierungsalgorithmus

Modelica

Objektorientierte, fachübergreifende Modellierungssprache

Python

Universelle, höhere Programmiersprache

TLK Energy Apps

Cloud-Simulationsplattform

Referenzen

Emerson

Konzepte für Supermarkt-Kälteanlagen mit CO2-Kreislauf

Emerson entwickelt Komponenten und Systeme für die Supermarktkälte. Aufgrund seiner Umweltvorteile gewinnt CO2 als Kältemittel in diesem Bereich immer mehr an Bedeutung. Aber im Vergleich zu traditionellen Kältemitteln sind die thermodynamischen Eigenschaften von CO2 völlig anders (hohe Drücke und niedrige kritische Temperatur). Das Design von effizienten CO2-Zyklen ist eine Herausforderung und es gibt viele verschiedene vorgeschlagene Zykluskonzepte. Gemeinsam mit Emerson-Experten haben wir Simulationsmodelle für eine Reihe verschiedener Konzepte entwickelt und eine Simulationsstudie durchgeführt, um die saisonale Effizienz dieser Zyklen zu vergleichen.

Eric Winandy et al: Bewertung der saisonalen Effizienz verschiedener CO2-Booster-Architekturen für unterschiedliche Klimazonen. DKV Jahrestagung, 2018

Vaillant

Wärmepumpen­modellierung für HiL-Tests

Vaillant hat in der Entwicklung von Wärmepumpenreglern eine umfassende Teststrategie etabliert. Bevor die Regler im Labor an reale Wärmepumpen angeschlossen werden, werden sie an virtuelle Wärmepumpen angeschlossen, die auf einer speziellen Echtzeit-Simulationshardware und -software von dSPACE laufen. Entscheidend für diese sogenannten Hardware-in-the-Loop (HiL)-Tests sind Simulationsmodelle der Wärmepumpen. Wir haben diese Modelle für Vaillant mit unserer Modelica-Bibliothek TIL entwickelt und eine zuverlässige Werkzeugkette aufgebaut, um diese Modelle auf die dSPACE-Plattform zu exportieren. Die Modelle beinhalten ein vollständiges dynamisches physikalisches Modell des Kältekreislaufs. Es kann die Umschaltung der Kältemittelflussrichtung, die durch unterschiedliche Modi für Abtauung, Heizung und Kühlung verursacht wird, verarbeiten. Vaillant erkennt nun Probleme im Regelungscode viel früher und spart mit diesen virtuellen Tests eine beträchtliche Menge an teuren Laborversuchen.

Manuel Gräber et al.: Physical Modeling of Heat Pumps for Hardware-in-the-Loop Testing. 13th International Modelica Conference, 2019

Volkswagen

Batterie-Thermomanagement

Gemeinsam mit Volkswagen haben wir Simulationsmodelle für Batterie-Thermomanagementsysteme entwickelt. Die Geometrie der Kühlplatten und ihre Strömungsmuster werden durch Diskretisierung mit finiten Volumina berücksichtigt. Im Vergleich zu detaillierten CFD-Simulationen ist die räumliche Auflösung deutlich geringer, aber immer noch hoch genug, um zuverlässige Ergebnisse zu erzielen. Dieser Ansatz reduziert die Berechnungszeit drastisch und ermöglicht die Verwendung von numerischen Optimierungsalgorithmen oder groß angelegte Simulationsstudien. Kühlsysteme können mit weniger Druckverlust und erhöhter Energieeffizienz ausgelegt werden.

Robert Wendland et al.: Dynamic Optimization of Thermal Management and Cooling Plate Design for Battery Systems. 27th Aachen Colloquium Automobile and Engine Technology, 2018

Digital Engineering liefert Ergebnisse, mit denen Sie arbeiten können.

Ganz gleich, ob Sie nach ausgefeilten Modellen, gebrauchsfertigen Simulatoren oder schlüsselfertigen Berichten suchen, Sie werden die Ergebnisse erhalten, die Sie für Ihr Unternehmen wirklich benötigen.

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