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Prüfstand Antriebe für zukünftige Fahrzeugkonzepte erproben und optimieren

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Sandra Häuslein

Mit einem neuen Antriebsprüfstand am Institut für Mechatronische Systeme im Maschinenbau (IMS) der TU Darmstadt sollen Leichtbaugetriebe und alle für die Mobilität der Zukunft relevanten Betriebskonzepte und Antriebskonfigurationen erprobt und zu optimiert werden. Das Ziel: Fahrzeugantriebe möglichst nachhaltig auslegen.

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Prof. Stephan Rinderknecht, Dr. Andreas Viehmann und Zhihong Liu (v.l.n.r.) am neuen Antriebsprüfstand IMS Connect
Prof. Stephan Rinderknecht, Dr. Andreas Viehmann und Zhihong Liu (v.l.n.r.) am neuen Antriebsprüfstand IMS Connect
(Bild: Claus Völker/TU Darmstadt)

Am Institut für Mechatronische Systeme im Maschinenbau (IMS) der TU Darmstadt geht ein neuer Antriebsprüfstand in Betrieb. Auf dem „IMS Connect“ sollen zum einen am Institut entstandene Simulationsmodelle validiert werden, welche die Effizienz und Lebensdauer von Leichtbaugetrieben im Fahrzeug berechnen. Zum anderen bietet der Prüfstand die Möglichkeit, alle für die Mobilität der Zukunft relevanten Betriebskonzepte und Antriebskonfigurationen zu erproben und zu optimieren.

Mit Simulation zu nachhaltigen Fahrzeugantrieben

„Wir verbinden mit ,IMS Connect‘ die Welt der Simulationen mit der realen Welt und können so valide Methoden entwickeln für die Bewertung nachhaltiger Fahrzeugantriebe“, erläutert Institutsleiter Professor Stephan Rinderknecht. Der Fokus der Prüfläufe soll zunächst auf den Modellen, Methoden und Konzepten liegen, die im Rahmen des interdisziplinären Forschungsverbundes „Fahrzeug 5.0: Das wissensbasierte Automobil der Zukunft“ zu den Themen „Softwarebasierter Leichtbau“ und „Realfahrtoptimierte Antriebe“ entwickelt wurden. Der neue Prüfstand bietet eine Infrastruktur, die konventionelle Antriebe ebenso abbildet wie Hybridantriebe und Antriebssysteme für reine Elektro- oder auch Brennstoffzellenfahrzeuge.

Effizienz und Lebensdauer von Leichtbaugetrieben berechnen

Zhihong Liu am Bedienpult des Prüfstands
Zhihong Liu am Bedienpult des Prüfstands
(Bild: Claus Völker/TU Darmstadt)

Die Forschungen zum softwarebasierten Leichtbau zielen darauf, Getriebe auf der Basis individueller Nutzungsprofile und der Erfassung während der Fahrt gesammelter Betriebsdaten so auszulegen, dass möglichst wenig Material und Ressourcen verbraucht werden. Auf dem neuen Prüfstand können die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen die entsprechende Entwicklungssoftware testen und die Lebensdauer- und Effizienzmodellierung der Komponenten weiter optimieren. Am „IMS Connect“ können die neuen Betriebsstrategien unter realen Bedingungen am Getriebe und an E-Maschine(n) erprobt werden. Ein Konditionierungssystem reguliert zudem die Öltemperatur und sorgt dafür, dass die Temperaturabhängigkeit unterschiedlicher Parameter gezielt untersucht werden kann.

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Neue Antriebs-Funktionen weiterentwickeln

Neben dem Leichtbau setzen die Fachleute am IMS für die Zukunft auch auf neue Antriebskonzepte. Diese basieren auf mehreren Elektromotoren, die abhängig von der jeweiligen Betriebsstrategie zum Einsatz kommen und zunehmend Funktionen von klassischen mechanischen Bauteilen aus dem Getriebe übernehmen sollen. Die Herausforderung ist es, diese integrierten Gesamtsysteme so zu regeln, dass Synergien genutzt und Übergänge fließend gestaltet werden können. Mit Hilfe des neuen Prüfstands können jetzt die Steuerungs-Software des Fahrzeugs und neue Antriebs-Funktionen weiterentwickelt werden.

Vision: Fahrzeuge mit optimalem ökologischen Fußabdruck

„Unser vorrangiges Ziel ist es, Fahrzeuge so auszulegen, dass sie über ihre gesamte Lebensdauer einen optimalen ökologischen Fußabdruck hinterlassen“, betont Rinderknecht. „IMS Connect“ steht für AdvanCed TransmissiON and PowertraiN tEst Bench with Oil CondiTioning System. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) übernimmt für den neuen Prüfstand im Rahmen des Programms „Großgeräte der Länder“ rund die Hälfte der Investitionskosten von gut 1,2 Millionen Euro. „IMS Connect“ ist vernetzbar mit anderen Prüfständen inner- und außerhalb der TU Darmstadt und soll für die Grundlagenforschung, öffentlich geförderte Projekte mit Industriepartnern sowie die Auftragsforschung für Industriepartner zur Verfügung stehen.

Forschung zum Fahrzeug 5.0

Im Rahmen eines interdisziplinären Forschungsverbunds wird an der Technischen Universität Darmstadt an neuartigen Methoden in der Fahrzeugentwicklung geforscht. Hierzu forschen zehn Institute der TU Darmstadt gemeinsam mit dem Fraunhofer LBF sowie dem Startup Compredict und weiteren Partnern. Detaillierte Informationen zur Forschung am Fahrzeug 5.0 finden Sie hier.

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