Elektromobilität
Das Lehr- und Forschungsgebiet Mechatronik in mobilen Antrieben liegt in einem Spannungsfeld zwischen mechanischen und elektrischen Antriebskomponenten sowie Steuerungsalgorithmen. Unter der Leitung von Professor Jakob Andert erforscht das Institut innovative, ressourcenschonende Fahrzeugantriebe und legt einen besonderen Fokus auf die Elektrifizierung sowie simulationsbasierte Entwicklungsmethoden.
Der automobile Sektor befindet sich zurzeit in einer großen Umbruchphase, wobei die Elektrifizierung des Antriebs als eine der Schlüsseltechnologien zur Verringerung bzw. Vermeidung von Emissionen enorme Relevanz erfährt. Zudem führt eine stetig steigende Komplexität der Antriebskomponenten als auch der dazugehörigen Regelungsalgorithmen -unabhängig von der spezifischen Antriebstechnologie- dazu, dass die Forschung an und die Entwicklung von softwareintensiven eingebetteten mechatronischen Systemen zunehmend an Bedeutung gewinnt.
Projekte
GINI
Im Forschungsprojekt GINI wird ein smarter, teilautonom-agierender, mobiler Laderoboter mit Schnellladetechnik und induktiver Ladeschnittstelle entwickelt. Neben der Funktion für das Laden von elektrifizierten Fahrzeugen im städtischen Raum soll zusätzlich das Laden von E-Bike-Sharing-Stationen, sowie die Datenaufnahme, -vorverarbeitung und -analyse im vernetzten Umfeld ermöglicht werden. Dadurch kann ein signifikanter Beitrag zum dringend benötigten Ausbau kosteneffizienter, leistungsfähiger und flexibler Ladeinfrastruktur für elektrifizierte Mobilitätslösungen geleistet werden.
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HERCET
Das Erreichen der CO2-Ziele erfordert einen reduzierten Kraftstoffverbrauch durch den Einsatz fortschrittlicher Hybridtechnologien, die zudem den Vorteil einer guten Fahrzeugreichweite aufweisen müssen. Um dieses Ziel zu erreichen muss über den Automobilsektor hinausgedacht werden. Vorhersagen haben ergeben, dass auch bei Zweirädern die signifikante Reduzierung der CO2-Emissionen durch den Einsatz von Hybridtechnologien möglich sind. So wurde die Kraftstoffeinsparung in einem Prototyp eines Plugin-Hybrid-Zweirads gezeigt, bei dem ein Radnabenmotor am Vorderrad verwendet wurde, während das Hinterrad von einem Verbrennungsmotor angetrieben wurde. Obwohl die Hybridtechnologie bei Vierrädern bereits ausgereift ist, ist das Zweiradsegment aufgrund der damit verbundenen hohen Kosten und Komplexität noch relativ neu.
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ROTAFEM
Im Rahmen des Förderprogramms progres.nrw befasst sich das 6-monatige Projekt mit der Validierung einer sensorlosen Rotortemperaturbestimmung für permanentmagneterregte Synchronmaschinen. Damit kann die Effizienz elektrischer Maschinen durch Ausnutzung der aktiven Feldschwächung und eine höhere Überlastfähigkeit gesteigert werden.
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CEVOLVER
Im Rahmen dieses Projekts wird demonstriert, dass es möglich ist lange Fahrstrecken zu erreichen, ohne dass eine Vergrößerung der Batterie und damit einhergehende Kostensteigerung nötig ist. Die effiziente Übertragbarkeit der Ergebnisse wird für zukünftige Fahrzeuge durch eine Methodik gewährleistet, welche die Vorteile anhand eines frühzeitigen Bewertungsansatzes vor der Implementierung der Maßnahmen in den Demonstratorfahrzeugen aufzeigt.
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ALADIN
Reale Fahrzeugtests sind ein elementarer Bestandteil des Entwicklungs- und Validierungsprozesses von Software im Automobilbereich. Die zunehmende Komplexität der Steuerungsfunktionen und der durch diese Funktionen abgedeckten Fahrszenarien führen jedoch zu stetig steigenden Testumfängen. Einen neuartigen Lösungsansatz bietet das Konzept Vehicle-in-the-Loop (ViL). Durch Kopplung eines realen Fahrzeugs inklusive Steuergerät mit einer virtualisierten Umgebung stellt ViL eine zusätzliche Ebene zwischen rein simulativen Tests und der Validierung im realen Verkehr dar. Neben dem deutlich geringeren Aufwand gegenüber Testfahrten im realen Straßenverkehr führt dies auch zur Erhöhung der Sicherheit, da andere Verkehrsteilnehmer nur virtuell auftreten, und sorgt zusätzlich für eine höherer Reproduzierbarkeit der Versuche.
Ziel des Forschungsprojektes ALADIN ist es, den Vehicle-in-the-Loop-Ansatz durch die exemplarische Validierung einer zuvor in der Simulation entwickelten, datengetriebenen Fahrfunktion zu etablieren. Dazu wird ein reales Fahrzeug mit einem Echtzeit-Simulationsrechner ausgestattet, welcher die Simulation von Umgebungsverkehr und Verkehrsinfrastruktur übernimmt. Die Versuchsfahrten in der virtuellen Stadtumgebung finden auf dem abgesicherten Testgelände des Aldenhoven Testing Centers statt.
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