Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Thermisch-strömungsinduzierte Materialdegradation und Korrosionsschutz in komplexen Kühlkanälen integrierter Thermomanagementsysteme

Die sich komplementär ergänzende Diversifizierung von Antriebstechnologien ermöglicht eine zielgerichtete Reduktion von klimaschädlichen Treibhausgasen und potenziell gesundheitsschädlichen Emissionen insbesondere im urbanen Verkehr. Allen Antriebssystemen gemein sind steigende Anforderungen an die Komplexität integrierender Thermomanagementsysteme. Zunehmende thermische und strömungsdynamische Beanspruchungen führen dabei an die Grenzen der Materialverträglichkeit und Kühlmittelbeständigkeit mit teils gravierenden Degradationsphänomenen. Etablierte Prüfmethoden (wie beispielsweise FVV R530) bilden die vorliegenden Beanspruchungskollektive nicht mehr ab und eignen sich damit nicht für eine nachhaltige Werkstoffqualifizierung. Aufbauend auf der bereits im Rahmen des Vorhabens „Strömungserosion I“ entwickelten FDC-Anlage soll im beantragten Projekt – DoE-basiert und durch CFD-Methoden begleitet – ein grundlegendes Verständnis über die Wirkzusammenhänge zwischen vorliegendem Beanspruchungskollektiv und der Material-/Kühlmitteldegradation erarbeitet werden (Forschungsschwerpunkt I). Die Erkenntnisse fließen dann unmittelbar in die Klassifizierung anwendungsnaher Werkstoff-Kühlmittel-Paarungen ein und sind damit direkt industriell verwertbar. Im Forschungsschwerpunkt II wird zudem eine wissenschaftlich validierte (produktunspezifische und damit vorwettbewerbliche) Prüfmethodenempfehlung erarbeitet, die es wiederum industriellen Anwendern ermöglicht, die Kompatibilität von Komponenten, Materialien und Kühlmitteln produktspezifisch vergleichend und zuverlässig zu ermitteln. Im Forschungsschwerpunkt III erfolgt darüber hinaus eine simulationsgestützte Optimierung von Kanalführungen zur Reduktion der Beanspruchungen. Im Ergebnis werden generelle produktunspezifische Auslegungsempfehlungen vorliegen, wovon insbesondere KMU (oftmals Bauteilzulieferer von kühlmittelführender Systemkomponenten, Additivhersteller für Kühlmittel) profitieren werden.