Gospod Kröner, kaj je naloga toplotnega managementa?
Da bi zagotovili ustrezno zmogljivost visokonapetostne baterije tudi pri ekstremnejših temperaturah, jo je treba bodisi ogrevati bodisi hladiti. Toplotni management zagotavlja, da baterija znotraj optimalnega temperaturnega območja deluje kar najbolje.
Podobno kot pri zmogljivosti baterije v pametnem telefonu, ki je lahko pri nizkih temperaturah bolj omejena kot v običajnem temperaturnem območju.
Toplotni management pomembno prispeva k preprečevanju s temperaturo povezanih padcev zmogljivosti baterije in drugih delov visokonapetostnega sistema. Pri vsakodnevnem delovanju imajo kratkotrajna odstopanja od udobne temperature na splošno majhen vpliv na delovanje sistema.
Bi lahko sistem toplotnega managementa primerjali s termostatom na radiatorju?
Nikakor ne. Toplotni management v družini povsem električnih modelov Audi e-tron uporablja več krogotokov hladilnega sredstva in hladilne tekočine. Po potrebi se aktivirajo za hlajenje ali ogrevanje notranjosti, pogonskega sklopa ali baterije. Obstaja več kot 200 medsebojno povezanih možnosti, ki jih je treba pametno uporabiti tako, da dosežemo želeno uravnavanje temperature v vsakem posameznem primeru.
Kako ugotovite, ali medsebojne povezave delujejo tako, kot bi morale?
Preizkusi na resničnih vozilih so zelo zapleteni, dragi in dolgotrajni. Zato smo v Gaimersheimu skupaj s kolegi pri podjetju Audi razvili novo testno postajo, edinstveno v skupini Volkswagen, s katero lahko naše testne scenarije preizkusimo že v zgodnji fazi razvoja, neodvisno od vozila. Testna naprava deluje od leta 2020 in lahko realistično simulira skoraj vse vozne razmere, kar nam bistveno olajša delo. Z njo lahko poustvarimo najrazličnejše scenarije, s katerimi se mora spopasti toplotni management, in tako potrdimo delovanje njegovih funkcij. Število različic preizkusov, ki jih izvajamo, je ogromno. Trenutno testiramo možne prihodnje konfiguracije na podlagi približno 120 različic, od katerih ima vsaka v povprečju 100 testnih primerov. Zato meritve izvajamo s pomočjo vsaj ducata visokozmogljivih računalnikov. To nam v realnem času pove, ali naša programska oprema za toplotni management deluje v skladu z načrtovanimi krogotoki hladilnih sredstev in tekočin, ali pa jo je treba še optimizirati.
Toda tu gre za virtualno vozilo?
Ne povsem. Vse, kar je pomembno za toplotni management, na primer krmilna enota, krogotoki hladilnega sredstva in hladilne tekočine ter na primer dovodi zraka za klimatsko napravo, je dejansko v pravilnem položaju nameščeno na tako imenovanem testnem vozičku. Resnični sestavni deli tako nadomeščajo resnično vozilo. Na kraju preizkusa ustvarimo tudi potrebno zunanjo temperaturo, vlažnost ali pretok zraka. Za simulacijo ustreznih voznih razmer pa uporabljamo podatke z resničnih voženj. Včeraj zjutraj smo na primer preizkusili posamezne nastavitve na vožnji skozi Dolino smrti, popoldne pa smo opravili virtualno vožnjo po dirkališču Nürburgring.
Pri virtualnih preizkusih sistema toplotnega managementa torej uporabljate dejanske vrednosti, ki ste jih prej pridobili z resničnimi vožnjami na testnih lokacijah?
Tako je. Uporabljamo izmerjene vrednosti o vožnji, kot so nakloni, polmeri zavojev, povprečne hitrosti v ovinkih na dirkališču, možni pospeški in zaviranja. Te podatke združimo s podatki o lokalni mikroklimi in individualnimi zahtevami vozila, na primer glede klimatskega sistema ali različnih obremenitev.
Torej toplotni management lahko preizkusite na primer v Dolini smrti?
Ali podobne preizkuse izvajate tudi v hladnejših pokrajinah?
Da. Ena od mojih najljubših testnih poti je visokogorska cesta Grossglockner v Avstriji. Pozimi so tu ledene temperature in do deset metrov snega nekaj povsem običajnega. Tudi naša vožnja čez prelaz Bernina v Švici ponuja zelo razgibane temperature. Trenutno za preizkušanje toplotnega managementa uporabljamo 50 različnih poti z njihovimi posebnimi značilnostmi. Hkrati lahko simuliramo tudi nenavadne situacije, kot so učinki zunanje temperature -20°C med hitrim krogom po progi dirkališča Nürburgring.
Se vse te testne vožnje izvajajo samodejno?
Seveda moramo prej pripraviti ustrezne prilagoditve, nato pa se po zaslugi napredne avtomatizacije zahtevani testni primeri izvajajo samostojno, podnevi in ponoči ter po potrebi sedem dni na teden.
Potem vam ni več treba izvajati dejanskih testnih voženj, vsaj ne za potrebe testiranja toplotnega managementa?
Še naprej bodo potekale prave testne vožnje, vendar naše delo omogoča preizkušanje voznih scenarijev v zelo zgodnji fazi projekta, ko še ni dokončanih vozil. Zagovarjamo tudi poznejše preizkušanje resničnih vozil na testni postaji, saj lahko tu meritve opravimo enostavneje in hitreje.
