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Teilprojekt: Entwicklung und Aufbau des Fahrdemonstrators mit anschließenden Belastungstests

Das Projekt "Teilprojekt: Entwicklung und Aufbau des Fahrdemonstrators mit anschließenden Belastungstests" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max Holder GmbH durchgeführt. Projektziel ist die Erforschung, Entwicklung und insbesondere die funktionssichere technische Realisierung einer elektrifizierbaren, hochflexiblen Antriebs-Plattform für Multifunktionsfahrzeuge in besonders kompakter und einfacher Bauweise. Das Konzept ist gekennzeichnet durch intelligente Sensor- und Aktortechnik zur funktionalen Optimierung des Antriebes. Seinem Markt entsprechend wird das Fahrzeug durch eine modulare Bauweise hochflexibel gestaltet werden, um den extrem unterschiedlichen Anwendungsfällen und Einsatzgebieten gerecht zu werden. Schwerpunkt der Fa. Holder ist die Entwicklung und der Bau eines Fahrdemonstrators. Dieser Fahrdemonstrator verfügt über eine hybride elektrische Antriebsplattform und einer offenen Generatorschnittstelle. Zudem wirkt Holder auch bei der Entwicklung des Getriebes und des Kühlkonzeptes mit. Zudem ist das Unternehmen verantwortlich für die Durchführung der Belastungstests. Diese sollen auch vergleichend mit einem herkömmlichen Dieselmodell durchgeführt werden.

Teilprojekt: Integration und Implementierung einer elektrischen Antriebsplattform in ein Multifunktionsfahrzeug

Das Projekt "Teilprojekt: Integration und Implementierung einer elektrischen Antriebsplattform in ein Multifunktionsfahrzeug" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Aalen - Hochschule für Technik und Wirtschaft, Zentrum für virtuelle Produktentwicklung durchgeführt. Das Ziel des Teilvorhabens an der Hochschule Aalen ist die Implementierung einer skalierbaren Antriebsplattform und deren funktionssichere Integration in ein Gesamtfahrzeug in räumlich kompakter und für die spätere Anwendung einfach bedienbarer Form. Das zu entwickelnde Achsmodul wird je im Front- und Heckbereich verbaut, dient als mechanische Integrationsplattform für die elektrische Antriebseinheit und ist Schnittstelle für alle beteiligten Signal- und Fluidsysteme. Das Achsmodul soll in beengten Raumverhältnissen realisierbar und übertragbar auf verschiedene Fahrzeugtypen sein. Das Getriebe muss für beliebige Fahrmanöver ausgelegt werden und entsprechende Drehzahlen und Drehmomente bereitstellen. Das Thermomanagement erstreckt sich auf alle Wärmequellen der Antriebseinheit (E-Maschine, Getriebe, Leistungselektronik) und wird mit aktiven und passiven Kühlelementen umgesetzt. Zentrales Funktionselement für ein sicheres und zuverlässiges Fahren ist das Steuergerät, das eigens für die Bedürfnisse eines Multifunktionsfahrzeuges zu konzipieren, zu entwickeln und zu programmieren ist. Die HS Aalen ist maßgeblich am Forschungsvorhaben beteiligt, sie wirkt in den Arbeitspaketen Fahrzeugkonzept, Achsmodul, Getriebe, Thermomanagement und Steuergerät mit. Zudem ist sie bei den APs Fahrzeugkonzept und Gesamtfahrzeugtest vertreten. Methodisch lassen sich die Aufgaben der Konzepterstellung, der Konstruktion, dem Softwareengineering und der Versuchstechnik zuordnen. Dafür steht geeignete Infrastruktur zur Verfügung: von Werkzeugen der rechnergestützten Produktentwicklung bis hin zu leistungsfähigen Versuchseinrichtungen auf der System-, Subsystem- und Komponentenebene. Die beteiligten Forscher verfügen über langjährige Industrieerfahrung in der Automobilbranche (Daimler Nutzfahrzeug, Opel PKW, VOITH Turbo), forschen an der Hochschule seit Jahren auf den Gebieten der Fahrzeugtechnik und haben mehrere Millionen Drittmittel wettbewerblich eingeworben.

Teilprojekt: Erforschung und Entwicklung eines Elektromotors für Multifunktionsfahrzeuge unter besonderer Berücksichtigung der Rotorstruktur, der Kühlung und einer kostengünstigen Fertigung

Das Projekt "Teilprojekt: Erforschung und Entwicklung eines Elektromotors für Multifunktionsfahrzeuge unter besonderer Berücksichtigung der Rotorstruktur, der Kühlung und einer kostengünstigen Fertigung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Groschopp AG Drives & More durchgeführt. Projektziel ist die Erforschung, Entwicklung und insbesondere die funktionssichere technische Realisierung einer elektrifizierbaren, hochflexiblen Antriebs-Plattform für Multifunktionsfahrzeuge in besonders kompakter und einfacher Bauweise. Das Konzept ist gekennzeichnet durch intelligente Sensor- und Aktortechnik zur funktionalen Optimierung des Antriebes. Seinem Markt entsprechend wird das Fahrzeug durch eine modulare Bauweise hochflexibel gestaltet werden, um den extrem unterschiedlichen Anwendungsfällen und Einsatzgebieten gerecht zu werden. GROSCHOPP entwickelt und baut die Elektromotoren, welche zusammen mit den Getrieben zu Achsmodulen verbaut werden. Einen Schwerpunkt dieser Entwicklung stellt die Kühlung der Ständerwicklung und des Blechpaketes am Elektromotor dar. Aufgrund des hohen Temperaturniveaus des Kühlwassers und des daraus resultierenden geringen thermischen Gefälles stellen sich hier besondere Anforderungen an eine gute thermische Verbindung aller Komponenten. Durch die elektrischen Isolationsmaterialen, welche auch gute thermische Isolatoren sind, entsteht ein Zielkonflikt, welchen es zu lösen gilt. Außerdem müssen für den Läuferkörper des Elektromotors, der als Reluktanzmaschine (SynRM) mit Magnetunterstützung ausgeführt wird, Lösungen entwickelt werden, welche sowohl der erforderlichen mechanischen Stabilität, als auch den Anforderungen des elektromagnetischen Kreises gerecht werden.

Teilprojekt: Erforschung eines intelligenten Steuergerätes für die Antriebsplattform

Das Projekt "Teilprojekt: Erforschung eines intelligenten Steuergerätes für die Antriebsplattform" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Nantis UG (haftungsbeschränkt) durchgeführt. Nantis wird hierbei ein intelligentes Steuergerät für die Antriebsplattform erforschen, das insbesondere mit einer dynamischen Fahrregelung und einem innovativen Energiemanagement wesentliche Bestandteile des Konzeptes in ihrer Funktion umsetzt. Wesentliche Ziele sind die optimale Fahrregelung basierend auf einer intelligenten Schätzung des aktuellen Zustands des Multifunktionsfahrzeugs inklusive angebauter Werkzeuge. Zudem ist auch die offene und transparente Beschreibung der Software auf Grundlage von Funktions- und Applikationsmodellen angestrebt, so dass auch die Möglichkeit der Erweiterung bis hin zu Assistenzfunktionen sichergestellt wird. Für die Fahrregelung wird eine Architektur erforscht und realisiert, die in der Lage ist, modellbasiert entwickelte Anwendungen für den Fahrbetrieb, für Assistenzfunktionen und für den Betrieb von Arbeitsgeräten so zu integrieren, dass die funktionale Sicherheit sowohl für den Betrieb im öffentlichen Verkehr als auch im Arbeitseinsatz nachgewiesen werden kann. Hierzu gehört die Entwicklung der Funktionssoftware. Sie nimmt die Vorgaben des Fahrers entgegen, vergleicht diese mit dem aktuellen Fahrzustand und generiert daraufhin geeignete Stellvorgaben für die Aktoren. Dafür schätzen intelligente Algorithmen kontinuierlich den zukünftigen Fahrzeugzustand und die funktionale Anwendungssituation mit Verwendung eines angebauten Arbeitsgerätes anhand des aktuellen Fahrzeugzustandes und zusätzlicher Sensoren. Es soll ein innovatives Energiemanagement entworfen werfen, dass über die Ansteuerung des Range-Extenders und dem Ladezustand der Batterie abhängig von der Fahrzeugsituation einen optimalen Energiefluss regelt. Ferner ist dabei auch die Einflussnahme auf Kühlungsmaßnahmen der multifunktionalen Plattform integriert.

Teilprojekt: Erforschung und Entwicklung eines Elektromotors für Multifunktionsfahrzeuge unter besonderer Berücksichtigung der Rotorstruktur, des Wicklungssystems und der verwendeten Materialien

Das Projekt "Teilprojekt: Erforschung und Entwicklung eines Elektromotors für Multifunktionsfahrzeuge unter besonderer Berücksichtigung der Rotorstruktur, des Wicklungssystems und der verwendeten Materialien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Düsseldorf, Fachbereich Elektro- und Informationstechnik, Arbeitsgebiet für Theoretische Elektrotechnik und Elektrische Maschinen durchgeführt. Die wesentlichen Projektziele des Arbeitsgebiets 'Theoretische Elektrotechnik und elektrische Maschinen' der HS Düsseldorf sind die grundlegende elektromagnetische Auslegung der Prototypen sowie die Erarbeitung und Erweiterung von Berechnungsmodellen für den stationären Betrieb des Synchronreluktanzmotors mit Permanentmagnetunterstützung. Im Rahmen der Arbeitspakete werden zunächst die notwendigen Lasten- und Pflichtenhefte sowie die Gesamtkonzeption in Zusammenarbeit mit den Projektpartnern erarbeitet. Darüber hinaus werden geeignete Materialien und Wicklungssysteme analysiert und bewertet. Kriterien der Analyse und Bewertung sind erzielbare Motorcharakteristiken und Wirtschaftlichkeit. Ferner wird auch die Rotorstruktur mit ihren Besonderheiten erforscht und entwickelt. Es werden insgesamt zwei Motorentwürfe sowie Datensätze zur späteren Regelung des Motors erstellt. Mit den Prototypen der Motoren, den Teilaufbauten (Motor, Getriebe, Leistungselektronik) und dem Gesamtsystem sind umfangreiche Erprobungen vorgesehen.

Teilprojekt: Leistungselektronik-System für Multifunktionsfahrzeuge

Das Projekt "Teilprojekt: Leistungselektronik-System für Multifunktionsfahrzeuge" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Leistungselektronik und Elektrische Antriebe (ILEA) durchgeführt. Gesamtprojektziel ist die Erforschung, Entwicklung und insbesondere die funktionssichere technische Realisierung einer elektrifizierbaren, hochflexiblen Antriebs-Plattform für Multifunktionsfahrzeuge in besonders kompakter und einfacher Bauweise. Das Konzept ist gekennzeichnet durch intelligente Sensor- und Aktortechnik zur funktionalen Optimierung des Antriebes. Um den Energiefluss zwischen Batterie und Antriebsaggregat zu steuern muss eine geeignete Leistungselektronik entwickelt werden. Ziel ist die Entwicklung eines skalierbaren Baukastensystems für die leistungselektronischen Komponenten. Dadurch können die Anforderungen der Multifunktionsmaschinen - und der verschiedenen Baugrößen- optimal bedient werden. Das System eignet sich dann aber auch für weitere Anwendungen, wie Baumaschinen, Hafenfahrzeuge und Landmaschinen. Universität Stuttgart - ILEA verantwortet insbesondere das zu entwickelnde Simulationstool. Dieses wird zum einen zur Bestimmung der für die Anwendung mit ihrem spezifischen Fahrzyklus unter energetischen Aspekten günstigsten Topologie und die Auslegung der Leistungselektronik eingesetzt, zum zweiten zur Optimierung der Speichergröße und zum dritten zur Ableitung von Betriebsstrategien, welche selbstlernende Algorithmen zur situationsgerechten Ansteuerung der Radantriebe und des Generators umfassen. Aus der mit Sensoren oder durch Sensorsignalfusion erfassten Fahrsituation, dem Fahrwunsch und der 'erlernten' Reaktion des Fahrzeugs auf bestimmte Stelleingriffe an Antrieben, Lenkung und Bremsen werden die Steuerbefehle für die antriebsseitigen und die generatorseitigen leistungselektronischen Stellglieder abgeleitet. Damit werden erstmals bereits vorhandene und zusätzlich neu zu konzipierende Simulationsbausteine in einem umfassenden Simulationswerkzeug für ein komplexes hybridelektrisches Multifunktionsfahrzeug integriert.