Dienstleistungen

Physical Software Solutions unterstützt Sie in den folgenden Bereichen:

Thermische und elektrische Analysen komplexer Systeme

  • Ziele und Anwendungsbereich
    • Thermische und elektrische Bewertung von Leitungen, Kontaktsystemen, Sicherungen, Batteriesystemen sowie weiteren Verbindungsstrukturen und Verbrauchern.
    • Wählbarer Detaillierungsgrad der Ergebnisse – von schneller Vorbewertung bis zur hochauflösenden Detailanalyse.
  • Methodik und Werkzeuge
    • FTMA – Fast Thermal Analysis for Electric Components (PSS‑eigene Entwicklung) auf Basis qualifizierter Modellreduktion (QMR) für schnelle, robuste und zuverlässige Berechnungen und parametrische Studien.
    • Finite‑Elemente‑Methode (FEM) für präzise thermo‑elektrische Simulationen basierend auf CAD-Modellen, Materialdaten und Randbedingungen.
    • Kombinierte thermo‑elektrische Kopplung mit COMSOL Multiphysics® für realistische Verlust‑, Temperatur‑ und Spannungsfallanalysen.

  • Ergebnisse und Detaillierungsgrad
    • Temperaturverteilungen, Hot‑Spot‑Identifikation, Strom‑/Spannungs‑ und Verlustbilanzen.
    • Sensitivitäts‑ und Variantenanalysen (z. B. Leiterquerschnitt, Material, Kontaktierung, Sicherungskonzepte).
    • Klare Handlungsempfehlungen zur Auslegung, Absicherung und Kühlung.

  • Modellbereitstellung und Standardkonformität
    • Modulare, standardkonforme Bereitstellung als thermische Netze.
    • Ausrichtung an der entstehenden DIN/TS 70101 „Thermosimulationsmodelle für Bordnetze” sowie am ZVEI‑Technischen Leitfaden „Thermosimulationsmodelle”.

Erstellung und Aufbereitung von Mess‑ und Referenzdaten sowie Validierung von Simulationsergebnissen

  • Referenzmessungen zur Validierung
    • Organisation von Messungen bei akkreditierten Prüflaboren auf Wunsch des Kunden.
    • Definition von Messprogrammen, Spezifikation der Prüfaufbauten, Begleitung und Datenübernahme.
  • Aufbereitung und Qualitätsprüfung von Messdaten
    • Plausibilitätsprüfungen, Synchronisation und Normalisierung der Signale.
    • Einheiten- und Skalenharmonisierung; Dokumentation von Messketten und Unsicherheiten.

  • Signalentfaltung und Filterung unscharfer Daten
    • Trennung überlagerter Signale und Rauschunterdrückung.
    • Rekonstruktion relevanter Ereignisse, z. B. der Auslösezeit von Sicherungen.

  • Inverse thermische Analysen zur Parameterbestimmung
    • Ermittlung unbekannter Systemparameter aus Temperaturmessungen elektrischer Komponenten.
    • Beispiele: Wärmeleitfähigkeiten, Wärmekapazitäten, Konvektionskoeffizienten, Emissionsgrade.

  • Validierung reduzierter Simulationsmodelle
    • Kalibrierung von Eingabeparametern für thermische Simulationen per Best‑Fit zu Referenzdaten (Messung/FE‑Simulation).
    • Gütebewertung mit Kennzahlen und Abschätzung der Modellunsicherheit.

Optimierung elektrischer Systeme und Bordnetze

  • Zielsetzung und Anwendungsbereich
    • Optimierung bestehender und zu entwickelnder elektrischer Systeme, z. B. Fahrzeug‑, Flugzeug‑ und Schiffs‑Bordnetze.
    • Fokus auf Gewichts‑, Form‑, Material‑ und Kostenoptimierung bei gleichzeitiger Einhaltung technischer Grenzwerte.
  • Randbedingungen und Bewertungskriterien
    • Berücksichtigung definierter maximal zulässiger Temperaturen und Spannungsfallgrenzen.
    • Optional: EMV‑, Sicherheits‑ und Bauraumvorgaben sowie Service‑ und Lebensdaueraspekte.

  • Methodik
    • Thermisch‑elektrische Analyse inkl. Spannungsfall‑ und Verlustleistungsberechnungen.
    • Parametrische und mehrkriterielle Optimierung (Gewicht, Kosten, Effizienz, Bauraum).
    • Form‑ und Materialoptimierung, z. B. Leiterquerschnitte, Isolations- und Kühlkonzepte.

  • Ergebnisse und Deliverables
    • Optimierte Systemauslegung mit konkreten Empfehlungen zu Leitungsquerschnitten, Materialien und Absicherung.
    • Variantenvergleiche, Trade‑off‑Darstellungen und nachvollziehbare Dokumentation der Annahmen und Resultate.

Zuverlässigkeitsanalysen und FIT‑Raten elektrischer Komponenten

  • Ziele und Anwendungsbereich
    • Ermittlung von Ausfallzeiten und Zuverlässigkeit elektrischer Komponenten.
    • Berechnung und Bewertung von Failure‑In‑Time‑Raten (FIT‑Raten) für Entwicklung, Qualifikation und Betrieb.
  • Datenbasis und Belastungsprofile
    • Analyse des Alterungsverhaltens unter definierten thermischen, elektrischen und mechanischen Belastungen.
    • Einbezug von Labor‑, Feld‑ und Lebensdauer‑/Missionsprofil‑Daten zur realitätsnahen Bewertung.

  • Methodik
    • Statistische Auswertung von Felddaten zur FIT‑Raten‑Bestimmung.
    • Modellbildung und Extrapolation zur Prognose von Ausfallzeiten und Zuverlässigkeit (z. B. Trend‑ und Streuungsanalyse, Konfidenzintervalle).

  • Ergebnisse und Kennzahlen
    • Belastbare Prognosen zu Ausfallzeiten, MTTF/MTBF und Zuverlässigkeitskennlinien.
    • Transparente Dokumentation der Annahmen sowie Sensitivitäts‑ und Variantenbetrachtungen.

  • Standards und Audits
    • FIT‑Ratenbestimmung gemäß FIDES‑Handbuch.
    • Durchführung zugehöriger Zuverlässigkeits‑Audits und Erstellung auditsicherer Nachweise.
    • Beratung zur Nutzung des technischen Leitfadens „Ausfallraten für Bordnetz-Komponenten im Automobil – Erwartungswerte und Bedingungen“ des ZVEI.

Maßgeschneiderte Softwaretools für Engineering‑Workflows

  • Ziele und Nutzen
    • Abbildung der oben genannten Leistungen in kundenspezifischen Softwaretools (entwickelt durch PSS).
    • Automatisierung häufig wiederkehrender Aufgaben und Workflows für konsistente, reproduzierbare Ergebnisse.
  • Integration und Erweiterbarkeit
    • Nahtlose Einbindung in bestehende Toolchains, Datenquellen und Prozesse.
    • Erweiterung bestehender Modellbibliotheken durch Bibliothekselemente in MATLAB Simulink/Simscape.

  • Beratung und Unterstützung
    • Beratung zum zielgerichteten Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) in bestehenden und neuen Toolchains.
    • Begleitende Unterstützung von Konzeption über Implementierung bis zur Übergabe.

Gern prüfen wir auch nicht aufgeführte Themenfelder der physikalischen Modellierung und Simulation. Kontaktaufnahme unter info@physsolutions.com.