Elektrifizierung

Die Elektrifizierung des Antriebsstrangs stellt eine der wesentlichen Säulen für aktuelle und zukünftige Fahrzeuge dar. Am Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Fahrzeugantriebe wird bereits seit 2005 in diesem Schwerpunkt geforscht. Dabei kommt ein ganzheitlicher Entwicklungsansatz zum Tragen, welcher bei der Konzeptionierung beginnt und sich, begleitet durch Simulation, über die Entwicklung von prädiktiven Betriebsstrategien für vernetzte Fahrzeuge bis hin zu Versuchen am X-in-the-Loop-Prüfstand erstreckt und mit Fahrversuchen auf dem Rollenprüfstand und im realen Straßenverkehr abschließt. Der Forschungsschwerpunkt umfasst insbesondere die folgenden Themen:

Entwicklung neuartiger Antriebskonzepte

konzeptentwicklung

Neben der Untersuchung und Optimierung bekannter Konzepte werden neuartige Antriebsstränge von Grund auf entwickelt. Die Konzepte werden dabei einerseits in ihrer Funktionalität optimiert und andererseits in einem Life-Cycle-Assessment (LCA) hinsichtlich ihrer Klimarelevanz (CO2) bewertet. Aktuelle Beispiele stellen die folgenden Projekte dar:

  • Nutzfahrzeughybridisierung mit elektrifiziertem Sattelauflieger eVTrailer
  • Doppel-E-Antrieb mit Range Extender DE-REX
  • Drehschwingungsberuhigtes 2-Zylinder Powerpack CEA

Optimierung von Hybrid Betriebsstrategien

elekt-simulation

Durch die Kombination mehrerer Energiewandler im Antriebsstrang entstehen neue Potentiale, welche mithilfe einer entsprechenden Betriebsstrategie erreicht werden können. Dies umfasst insbesondere:

  • Multikriterielle Optimierung (z.B. hinsichtlich Verbrauch, Emissionen, Komfort)
  • Prädiktive Funktionen für vernetzte Fahrzeuge
  • Optimierung für Zertifizierungszyklen und Realfahrszenarien

Untersuchung am X-in-the-Loop-Prüfstand

Die X-in-the-Loop-Prüfstände des Instituts erlauben eine Untersuchung der Antriebsstrangkomponenten auf Gesamtfahrzeug-Ebene bereits in einem frühen Entwicklungsstadium. Dazu werden die zu untersuchenden Komponenten real am Prüfstand betrieben und die Signale in eine Echtzeitsimulation eingebunden. Dazu werden unter anderem folgende Werkzeuge eingesetzt:

  • Modernste Automatisierungssysteme
  • Hochdynamische Bremse (VVETB: Virtual Vehicle Engine TestBed)
  • Batteriesimulatoren (Niedervolt und Hochvolt)
  • Messtechnik und Auswertesoftware

Fahrversuche mit Realfahrzeugen

Für Fahrversuche mit Prototyp- oder Serienfahrzeugen stehen am Institut folgende Einrichtungen zur Verfügung:

Aktuelle und abgeschlossene Forschungsprojekte:

  • Nutzfahrzeughybridisierung mit elektrifiziertem Sattelauflieger eVTrailer
  • Doppel-E-Antrieb mit Range Extender DE-REX
  • Drehschwingungsberuhigtes 2-Zylinder Powerpack CEA
  • Simulative Untersuchung von elektrifizierten Antriebssträngen in RDE Szenarien hinsichtlich thermodynamischer Betriebszustände