magazine - Das Virtuelle Fahrzeug

Im Interview: Dr. Michael Paulweber, AVL
Trends im Bereich ITS
VVM: Welche Forschungsbereiche, Trends und
Herausforderungen sehen Sie mittelfristig bis
2017 als relevant an?
Paulweber: Die “Instrumentation and Test Systems“
(ITS) Division der AVL List GmbH ist der
größte unabhängige Hersteller von Mess- und
Testsystemen, die in der Automobilindustrie in
Forschung, Entwicklung und Qualitätsprüfung
von Antriebssträngen und deren Komponenten
wie Verbrennungsmotoren, Batterien, eMotoren,
Getrieben, Kupplungen eingesetzt werden.
In ITS Research & Technology beschäftigen
wir uns mit zukunftsweisenden Ideen und
Trends, um für die Automobilindustrie innovative
Messinstrumente und Testeinrichtungen zu
entwickeln, die sie für ihre Projekte in 3 bis 7
Jahren brauchen werden.
Als wichtigsten Forschungsbereich erachte ich
die Mess- und Testherausforderungen, die mit
alternativen Antriebsstrangkonzepten („Powertrain“)
und den zugehörigen Komponenten derzeit
neu entstehen. Die Einführung der neuen
Powertrain-Konzepte in den Fahrzeugen wird
von der Notwendigkeit einer signifikanten Verbrauchssenkung
und CO 2 -Reduktion getrieben,
um unseren Nachkommen eine lebenswerte
Welt zu erhalten. Ein Bespiel sind die neuartigen
Messaufgaben, die mit der Einführung
hybrider Antriebssysteme entstanden sind.
Hybrid-Systeme sind eine Kombination von
Verbrennungskraftmaschinen oder Brennstoffzellen
mit Batterien als schnelle elektrische
Speicher, Elektromotoren als (zusätzliche) Antriebe.
Dabei können verschiedenste Kombinationen
aus den Komponenten gebildet werden.
Hybride Antriebsstränge sind daher wesentlich
komplexer als herkömmliche Antriebskonzepte,
sie erfordern unter anderem das genaue Messen,
Regeln und Testen von mechanischen,
thermischen, chemischen und elektrischen
Größen.
Um diese Komplexität beherrschen zu können,
bieten funktions- und modellbasierte Entwicklungsmethoden
vielversprechende Ansätze, die
die bis jetzt getrennten Simulations- und Testaufgaben
zusammenwachsen lassen. Damit
entsteht ein projektübergreifender einheitlicher
Entwicklungsprozess, in dem Anforderungen
in funktionellen Modellen abgebildet werden.
Damit kann die Systemarchitektur neuer Fahr-
zeuge entwickelt werden. Die Modelle können
aber auch zur Testfallgenerierung eingesetzt
werden. Modelle werden auch in Verifikation
und Validierung dazu verwendet, noch fehlende
Fahrzeugkomponenten zu simulieren, um die
real vorhandenen Teile unter möglichst wirklichkeitsnahen
Bedingungen testen zu können.
Ein wichtiger Aspekt ist die Abstraktion und
Harmonisierung von Entwicklungsschritten im
Entwicklungsprozess eines Antriebsstrangs.
Sie ist eine Voraussetzung, dass generalisierte
Modelle in verschiedenen Stufen der Entwicklung
(im V-Prozess) verwendet werden können.
Ein anderer wesentlicher Gesichtspunkt
ist die Reduktion der Entwicklungszeit in der
Fahrzeugindustrie. Wesentlich besser automatisierte
Test- und Optimierungswerkzeuge zum
Finden optimaler Einstellungen der Steuergeräteparameter
helfen dieses Ziel zu erreichen.
Auch hier ist ein firmenübergreifender Einsatz
von Entwicklungs- und Testmethoden mit den
dazu benötigten Funktions- und Simulationsmodellen
einer der Schlüssel zum Erfolg.
Der rasche Einzug der Fahrerassistenzsysteme
und der zunehmende Einfluss von Internet und
Unterhaltungselektronik in modernen Fahrzeugen
führt zu ähnlichen Herausforderungen.
Car-2-Car und Car-2-Infrastructure Kommunikation
erlauben eine effizientere Nutzung des
kostbaren Platzes auf den Straßen besonders
in den Megacities. Großer Forschungsbedarf
besteht hier in Teststrategien, um Regel- und
Steuersysteme und -algorithmen in diesen sehr
komplexen und sich dynamisch dauernd verändernden
Netzwerken entwickeln zu können.
VVM: Welche besonderen Kompetenzen und
Fähigkeiten sind dabei wichtig?
Paulweber: Die wichtigsten Technologiefelder
zu den Forschungsthemen sind (Nano-)Physik,
Elektrochemie und Verfahrenstechnik für die
Entwicklung präziserer Sensoren für Batterien,
Umrichter, eMotoren, Brennstoffzellen, Katalysatoren,
Verbrennungsmotoren, in der Mess-
und Steuergeräteentwicklung Embedded Software
Engineering , model based development,
Simulation und Modellbildung, Anforderungsmanagement
sowie moderne Testtechnologien.
Dazu kommt Internettechnik kombiniert mit
Steuergeräte-Know-How, Testmethoden.
VVM: Welches Potential sehen Sie für das ViF
in diesem Umfeld? Welche Randbedingungen
sind zu beachten?
Paulweber: Potential für das ViF sehe ich vor
allem in forschungs- und vorentwicklungsrelevanten
Aspekten, da das COMET Konzept
in sehr guter Weise die Zusammenarbeit von
Forschern im ViF mit unterschiedlichen Automobilfirmen
an schwierigen praxisrelevanten
und zukunftsweisenden Forschungsthemen
mit einer interessanten Förderquote erlaubt.
Die Evaluierung potentieller Konzepte und die
Untersuchung von technologischen Risiken
sind dabei besonders wichtig. Die Erstellung
von Prototypen samt dem zugehörigen Know-
How-Transfer in die Industrie ist bedeutsam,
aber auch die entstehende Kommunikation mit
Experten aus unterschiedlichen Firmen im Automotive
Bereich hat sich als essentiell herausgestellt.
Besonders beim Know-How-Transfer
kann ich mir eine weitere Vertiefung der Zusammenarbeit
zwischen dem ViF und AVL vorstellen.
Natürlich ist auch der Kontakt mit anderen
Universitäten und Forschungsinstituten wichtig,
um die Kompetenzen auf einer breiten Basis
auszubauen.
VVM: Welche Alleinstellungsmerkmale sehen
Sie am ViF bzw. welche sollen verstärkt aufgebaut
werden?
Paulweber: Das ViF hat großes Wissen in Simulationsmodellen
für Komponenten eines Gesamtfahrzeug,
aber auch in der Co-Simulation
und in Fahrzeugnetzwerken aufgebaut. Daneben
ist in den letzten Jahren wichtiges Wissen
in der funktionsorientierten Modellierung entstanden.
Zu nennen sind aber sicher auch Spezialfelder
wie Sicherheit, Elektrik/Elektronik,
Batterie, Material, NVH, Energiemanagement,
HVAC, Verbrennung. ■
Dr. Michael Paulweber
ist Director Global ITS
Research & Technology
der AVL List GmbH.
magazine Nr. 11, I-2012
Industrie-Partner
21