Engineering-Kompetenz

Thermal Comfort Engineering

Simulationsgestützte Innenraumheizung: Komfortwirkung beheizter Flächen vor dem Hardwareaufbau bewerten.

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Herausforderung

Thermischer Komfort im Fahrzeug wird nicht allein durch die Lufttemperatur bestimmt. In einer kalten Kabine interagieren Passagiere gleichzeitig mit Luft, Oberflächen, Kleidung, Kontaktzonen und Strahlungswärme. Eine Heizfläche kann warm werden und trotzdem nur begrenzt Komfort erzeugen, wenn sie an der falschen Stelle sitzt, zum falschen Zeitpunkt aktiv ist oder nur auf Bauteiltemperatur statt auf die menschliche Wärmebilanz ausgelegt wird. Bei Elektrofahrzeugen beeinflusst jeder unnötige Watt für Kabinenheizung direkt Energiebedarf und Reichweite.

Unsere Lösung

ATT nutzt Thermal Comfort Engineering, um zu bewerten, wo Wärme tatsächlich als Komfort wahrgenommen wird. Der Ansatz verbindet Kabinen- und Oberflächentemperatur-Simulation, Wärmeübertragungsanalyse, thermophysiologische und thermopsychologische Komfortmodellierung sowie ATTs Know-how in der Entwicklung gedruckter Heizer. Das Ergebnis ist eine fundiertere Entscheidung, welche Flächen beheizt werden sollten, welche Leistungsdichte notwendig ist, wie Heizbereiche aufgebaut werden und wie Oberflächenheizung mit der HVAC-Strategie zusammenspielt.

So funktioniert's

Komfortszenario definieren

Wir starten mit einem realistischen Use Case: Kaltstart, Aufheizphase, Fahrzustand, Kleidung, Sitzposition, Kabinengeometrie und gewünschte Komfortreaktion.

Wärmeübertragung modellieren

Konvektion, Kontaktwärme und Strahlung werden gemeinsam betrachtet. Kalte Oberflächen, Glasflächen, Luftbewegung und lokale Körperzonen sind Teil der thermischen Umgebung.

Oberflächenkonzepte vergleichen

Mögliche beheizte Flächen wie Sitze, Armauflagen, Türverkleidung, Mittelkonsole, Säulen oder Sonnenblenden werden bewertet, bevor die Heizer-Hardware finalisiert wird.

Heizerlayout ableiten

Die Simulationsergebnisse unterstützen Zonierung, Leistungsdichte, Aufheizstrategie, Prototypentests und spätere Validierung mit Messdaten.

Warum Lufttemperatur nicht genügt

Passagiere verlieren lokal Wärme an Händen, Gesicht, Armen und anderen exponierten Körperzonen
Kalte Scheiben, Verkleidungen und Innenraumkomponenten beeinflussen Komfort auch während die Luft bereits aufwärmt
Kleidung, Aktivität und Luftbewegung verändern die Komfortreaktion
Eine reine HVAC-Betrachtung kann den Komforteffekt naher beheizter Flächen übersehen

Warum Oberflächenheizung Simulation braucht

Nicht jede beheizte Fläche trägt gleich stark zum wahrgenommenen Komfort bei
Strahlungsheizung ist besonders in Kaltstartphasen wertvoll, muss aber zur richtigen Zeit und Temperatur eingesetzt werden
Kontaktflächen wie Armauflagen oder Sitze können sehr lokale Komforteffekte liefern
Simulation reduziert Trial-and-Error bei Heizzonen und Leistungsniveaus

Von beheizten Zonen zu wahrgenommenem Komfort

Thermal Comfort Engineering verbindet lokale beheizte Oberflächen, Kabinenbedingungen und menschliche Komfortreaktion — und hilft festzulegen, welche Zonen wann aktiv sein sollten und wie sie die HVAC-Strategie unterstützen.

Thermal-Comfort-Simulation mit lokalen beheizten Zonen in transparenter Fahrzeugkabine

Anwendungsbereiche

EV-Kabinenaufheizung

Bewerten, wie Oberflächenheizer frühen Komfort unterstützen können, während Kabine und Innenraumkomponenten noch kalt sind.

Auswahl von Innenraumflächen

Sitze, Armauflagen, Türverkleidungen, Konsolen, Säulen oder Sonnenblenden vergleichen, um die wirksamsten Komfortflächen zu identifizieren.

Strahlungskomfort-Konzepte

Bewerten, wo Strahlungswärme am meisten hilft — etwa nahe Gesicht, Armen oder Oberkörper — und wo Oberflächentemperaturen ineffizient oder unangenehm würden.

Prototypen- und Validierungsplanung

Komfortsimulation in Heizerlayouts, Messpunkte, Testfälle und Validierungskriterien überführen.

Technische Daten

Methode Simulation + Komfortmodellierung

Human Factors Thermophysiologie + Thermopsychologie

Wärmeübertragung Konvektion, Kontakt, Strahlung

Use Case Kalte Kabine / EV-Aufheizung / Strahlungskomfort

Outputs Flächenauswahl, Zonen, Leistungsdichte

Validierung Prototypen- und Messdatenabgleich

Vorteile

Positioniert ATT als Entwicklungspartner für thermischen Komfort, nicht nur als Heizelementlieferant
Hilft, die richtigen beheizten Flächen vor dem Hardwareaufbau zu identifizieren
Verbindet gedrucktes Heizerdesign mit menschlicher Komfortmodellierung
Unterstützt EV-Effizienzgespräche ohne pauschale Einsparversprechen
Schafft die technische Brücke zwischen Sitzheizung, Innenraumflächenheizung und Sensorik/Validierung
Relevant, wenn Komfort, Bauraum, Aufheizzeit und Leistung ausbalanciert werden müssen

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Häufig gestellte Fragen

Was ist Thermal Comfort Engineering?

Thermal Comfort Engineering ist ATTs simulationsgestützter Entwicklungsansatz, um vorherzusagen, wie beheizte Innenraumflächen den wahrgenommenen Komfort beeinflussen. Berücksichtigt werden nicht nur Oberflächentemperatur, sondern auch Konvektion, Kontaktwärme, Strahlung, Kleidung, lokale Körperzonen und Komfortwahrnehmung.

Warum ist das für Elektrofahrzeuge wichtig?

In Elektrofahrzeugen verbraucht Kabinenheizung Energie, die sonst Reichweite unterstützen könnte. Thermal Comfort Engineering hilft zu bewerten, ob gezielte Oberflächenheizung Komfort effizienter erzeugen kann als ausschließlich das Erwärmen des gesamten Luftvolumens.

Ersetzt das HVAC-Simulation?

Nein. Thermal Comfort Engineering ergänzt HVAC- und Kabinensimulation. Der Fokus liegt darauf, wie der Mensch die Kombination aus Lufttemperatur, kalten oder warmen Oberflächen, Strahlung, Kontaktzonen und Kleidung erlebt.

Welche Flächen können bewertet werden?

Typische Flächen sind Sitze, Armauflagen, Türverkleidungen, Mittelkonsole, Instrumententafel, Säulen, Fußraum und Sonnenblenden. Relevante Flächen hängen von Kabinengeometrie, Use Case, Komfortziel und Integrationsgrenzen ab.

Warum ist ATT dafür geeignet?

ATT kombiniert Entwicklung gedruckter Heizer, Prototypenfertigung, thermische Simulation und langjährige Erfahrung im Thermal Comfort Engineering. So können Komfortkonzept und Heizer-Hardware gemeinsam entwickelt werden.

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