TLK-Thermo erstellt für ihre Kunden Simulationsmodelle von thermischen Komponenten und Systemen, führt Computersimulationen durch und präsentiert die ausgewerteten Ergebnisse. Darüber hinaus entwickeln und optimieren wir Regler für verschiedene thermische Systeme.
Simulation
Stationäre Kältetechnik und Wärmepumpen
Wir modellieren und simulieren für unsere Kunden sowohl Wärmepumpen als auch Systeme der stationären Kältetechnik in allen Leistungsklassen: von kleinen Haushaltsgeräten wie Kühlschränken über Haushaltswärmepumpen, Kälteanlagen für Supermärkte oder Wasserstofftankstellen bis hin zu Großwärmepumpen für die Wärmeversorgung ganzer Siedlungen. Im Fokus steht für uns die Auslegung, Analyse und Optimierung dieser Systeme.
Mobile Klimatisierung & Thermomanagement
Im Auftrag unserer Kunden konzeptionieren, bewerten und optimieren wir thermische Komponenten und Systeme von elektromotorisch angetriebenen Fahrzeugen. Neben effizienten Betriebsstrategien sowie dem Heizen und Kühlen des Fahrgastraums steht bei uns auch die intelligente Einbindung von Antriebsstrang-Komponenten als thermische Quellen und Senken im Fokus. Für die Analyse des ganzheitlichen Thermomanagements beziehen wir Messdaten im realen Fahrbetrieb mit ein. Die Erhöhung der Energieeffizienz und der Reichweite steht im Mittelpunkt unserer Arbeit.
Batterie
Wir beantworten die thermischen Fragestellungen unserer Kunden zu Batteriezellen, -modulen und -systemen. Das Thermomanagement, die Alterung sowie die Sicherheit stehen dabei im Fokus. Insbesondere beschäftigen wir uns mit Lithium-Ionen-Batterien in batterieelektrischen Fahrzeugen und in stationären Batteriespeichern.
Wasserstoff
Wir entwickeln und optimieren Komponenten und Systeme sowohl für die Produktion, Speicherung und Verteilung als auch für die energetische und stoffliche Umwandlung von Wasserstoff. Von der Elektrolyse über die Druckgas-, Kryotanksysteme und Tankstellen bis zu Brennstoffzellensystemen (inklusive der Wasserstoffkonditionierung in Fahrzeugen und Flugzeugen) betrachten wir zahlreiche Systeme entlang der Wertschöpfungskette.
Verfahrenstechnik
Im Auftrag unserer Kunden konzeptionieren und optimieren wir unterschiedliche verfahrenstechnische Systeme. Hierbei kommt uns unsere langjährige Erfahrung mit dynamischen Modellierungen und Simulationen – beispielsweise zu Kraftwerken, Kläranlagen, Direct Air Carbon Capture (DAC) oder Trocknungsprozessen – zugute.
Regelungstechnik
Wir unterstützen unsere Kunden bei der regelungstechnischen Analyse von Systemen, entwerfen Steuerungen sowie Regler und testen diese mit xiL-Verfahren. Dabei entstehen z.B. PID-Regelkreise, Mehrgrößenregler mit Gain-Scheduling oder modellbasierte prädiktive Regler.
0D/1D-Methoden
Die Modellierungsansätze, die wir bei TLK zur Abbildung von thermischen Systemen und deren Komponenten nutzen, basieren entweder auf hochdetaillierten CFD-Simulationen, auf schnellen datengetriebenen Berechnungen oder auf physikalisch motivierten 0D/1D-Methoden. Bei den 0D/1D-Methoden werden Komponenten über den Ort gemittelt (0D) oder über den Ort diskretisiert eindimensional (1D) aufgelöst. Der Detaillierungsgrad entspricht den jeweiligen Anforderungen und Fragestellungen unserer Kunden.
CFD und Feldberechnung
Im Auftrag unserer Kunden bilden wir physikalische Zusammenhänge mit Methoden und Werkzeugen der hochdiskretisierten Feldberechnung und CFD ab. Im Pre-Processing bereiten wir Geometrien auf und vernetzen diese. Wir wählen geeignete Modellierungs- und Lösungsmethoden aus, führen parallelisierte Berechnungen durch und visualisieren die Ergebnisse aussagekräftig. Bei Bedarf automatisieren wir diese Arbeitsschritte und führen Modellreduktionen durch.
Maschinelles Lernen
Wir erstellen für unsere Kunden echtzeitfähige datenbasierte Modelle von Komponenten und Systemen, die beispielsweise in der Gesamtsystemsimulation oder für die Regelungsentwicklung verwendet werden können. Die von uns entwickelten Modelle beruhen auf einfachen Polynomansätzen, Methoden der Proper Orthogonal Decomposition (POD), neuronalen Netzen oder kombinierten physikalischen und datenbasierten Modellansätzen.
Automatisierung in der Simulation
Die Simulation von Komponenten und Systemen enthält viele sich wiederholende Arbeitsschritte, die einen maßgeblichen Teil der Entwicklungszeit eines Produktes beanspruchen. Dazu zählen beispielsweise die Analyse und Visualisierung von Simulationsergebnissen sowie die Optimierung von Parametern. Um diese Prozesse zu unterstützen und damit Entwicklungszeiten zu verkürzen, bieten wir unseren Kunden individuell zugeschnittene Automatisierungen der entsprechenden Arbeitsabläufe an.