11.01.2014 Aufrufe

automotion 01 / 2013 - IAV

automotion 01 / 2013 - IAV

automotion 01 / 2013 - IAV

MEHR ANZEIGEN
WENIGER ANZEIGEN

Erfolgreiche ePaper selbst erstellen

Machen Sie aus Ihren PDF Publikationen ein blätterbares Flipbook mit unserer einzigartigen Google optimierten e-Paper Software.

auto<br />

motion<br />

<strong>IAV</strong>-Kundenmagazin<br />

2<strong>01</strong>3 | 30 Jahre <strong>IAV</strong><br />

<strong>01</strong>/13<br />

Einen Gang zulegen<br />

Getriebeentwicklung<br />

bei <strong>IAV</strong><br />

Themen dieser Ausgabe unter anderem:<br />

Ihr Getriebe – unser Auftrag<br />

Sieben Gänge auf engstem Raum<br />

Pioniere der Elektromobilität<br />

Saubere Energie aus der Box


Bei Hybrid- und Elektrofahrzeugen müssen Batterie, Leistungselektronik<br />

und E-Motor optimal zusammenarbeiten. Auf dem E-Maschinenprüfstand<br />

von <strong>IAV</strong> können die Performance der Komponenten und ihr Zusammenspiel<br />

im Detail untersucht werden.


<strong>automotion</strong> | Editorial 3<br />

Liebe Leserin,<br />

lieber Leser,<br />

das Getriebe ist eine zentrale Komponente eines<br />

jeden Fahrzeugs: Es ist nicht nur entscheidend<br />

für die Fahrdynamik und damit den<br />

Wiedererkennungswert einer Marke – zugleich<br />

spielt es auch für den Kraftstoffverbrauch<br />

eine wesentliche Rolle: Je mehr Gänge<br />

ein Getriebe aufweist, desto besser lassen<br />

sich die effektivsten Betriebsbereiche des Motors<br />

ausnutzen. Das ist der Grund, warum die<br />

meisten Automobilhersteller inzwischen sechs<br />

oder sieben Gänge anbieten und einige OEMs<br />

bereits zu Achtgang-Getrieben übergegangen<br />

sind.<br />

Werden wir also in Zukunft Fahrzeuge mit 15<br />

oder 20 Gängen sehen? Wo aus Sicht von <strong>IAV</strong><br />

die Grenze liegt, erklären unsere Getriebeexperten<br />

Prof. Burghard Voß und Lutz Stiegler<br />

im Interview, das unseren Schwerpunkt zum<br />

Thema Getriebeentwicklung einleitet. Darin<br />

gehen sie auch auf Getriebe für Hybrid- und<br />

Elektrofahrzeuge ein und berichten von den<br />

Anstrengungen, die <strong>IAV</strong> unternimmt, um bei<br />

der Getriebeoptimierung immer an der<br />

Spitze der Entwicklung zu bleiben.<br />

Auch sonst tut sich einiges bei <strong>IAV</strong>: Im Bereich<br />

der Fahrdynamikregelsysteme verstärken wir<br />

unsere Aktivitäten und werden dabei von unserer<br />

Tochter TRE unterstützt. Und unsere Beratungstochter<br />

Consulting4Drive hat ihre<br />

Strukturen so weiterentwickelt, dass sie die<br />

Trends auf den automobilen Weltmärkten<br />

künftig noch früher erkennen und im Sinne<br />

ihrer Kunden analysieren kann.<br />

Wir wünschen Ihnen eine interessante<br />

Lektüre!<br />

Durch „Frontloading“ können wir die Bedatung<br />

des Steuergerätes beispielsweise auf dem<br />

Prüfstand oder sogar am Computer vornehmen<br />

– das macht viele Fahrten mit kostspieligen<br />

Prototypen überflüssig. Und mithilfe<br />

der modellbasierten Softwareentwicklung<br />

kommen unsere Spezialisten Problemen viel<br />

früher auf die Schliche.<br />

Dr. Rüdiger Goyk<br />

Geschäftsführer<br />

<strong>IAV</strong> GmbH<br />

Kurt Blumenröder<br />

Sprecher der Geschäftsführung<br />

<strong>IAV</strong> GmbH<br />

Michael Schubert<br />

Geschäftsführer<br />

<strong>IAV</strong> GmbH


4 Inhalt | <strong>automotion</strong><br />

6<br />

Fokusthema:<br />

Getriebeentwicklung<br />

<strong>IAV</strong> arbeitet seit Jahren an der Getriebeoptimierung: Ein eigenentwickeltes Siebengang-Getriebe für konventionelle und<br />

hybride Fahrzeuge oder das patentierte <strong>IAV</strong> DrivePac EV80 – eine Kombination aus Elektromotor, Zweigang-Getriebe und<br />

Differenzial in einem kompakten Modul – zeigen die Kompetenz in der Getriebeentwicklung. Zudem kann <strong>IAV</strong> komplette<br />

Entwicklungsprojekte für OEMs und Zulieferer übernehmen.<br />

Editorial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3<br />

Fokusthema: Getriebeentwicklung<br />

„Ziel ist die automatische Applikation<br />

auf dem Prüfstand“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8<br />

Ihr Getriebe – unser Auftrag . . . . . . . . . . . . .12<br />

Sieben Gänge auf engstem Raum . . . . . . . 14<br />

Getriebeapplikation 3.0 . . . . . . . . . . . . . . . . . 16<br />

Getriebe mit Menschenkenntnis . . . . . . . .18<br />

Impulse<br />

28<br />

„Die Fragen für die Grundlagenforschung gehen uns nicht aus“<br />

Aufladesysteme sind einer der Schlüssel für die effizienten und sauberen Motoren der Zukunft.<br />

„Ohne geht’s nicht“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20<br />

Pioniere der Elektromobilität – 20 Jahre<br />

Batterieentwicklung bei <strong>IAV</strong> . . . . . . . . . . . . . 22<br />

Antriebe auf dem Prüfstand . . . . . . . . . . . . . 24<br />

Sauberer Strom überall . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28<br />

„Die Fragen für die Grundlagenforschung<br />

gehen uns nicht aus“ . . . . . . . . . 30


<strong>automotion</strong> | Inhalt 5<br />

12<br />

Ihr Getriebe – unser Auftrag<br />

Turnkey-Entwicklung aller Getriebesysteme<br />

am Markt durch <strong>IAV</strong>.<br />

Sieben Gänge auf engstem Raum<br />

14<br />

Das neue <strong>IAV</strong>-Doppelkupplungsgetriebe lässt<br />

Kunden die Wahl: mechanischer Rückwärtsgang<br />

oder E-Motor für vielseitige Hybridfunktionen.<br />

Trends<br />

2020 neu gedacht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32<br />

C4D setzt neue Akzente . . . . . . . . . . . . . . . . 33<br />

Über <strong>IAV</strong><br />

<strong>IAV</strong> India baut Aktivitäten aus . . . . . . . . . . . . 34<br />

iav.com ist mobil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36<br />

Unser Leistungsspektrum . . . . . . . . . . . . . . . 37<br />

<strong>IAV</strong>-Termine: Hier treffen Sie uns! . . . . . . . . 38<br />

Impressum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39<br />

22<br />

28<br />

Pioniere der Elektromobilität<br />

Seit mehr als 20 Jahren entwickelt <strong>IAV</strong> Batteriesysteme<br />

– Kompetenz von der Zelle bis<br />

zum Gesamtsystem.<br />

Sauberer Strom überall<br />

Innovation im Bereich der dezentralen<br />

Energieversorgung: der Energiecontainer<br />

von <strong>IAV</strong>.


6 Impulse | <strong>automotion</strong><br />

Fokusthema:<br />

Getriebeentwicklung<br />

Das Getriebe ist eine zentrale Komponente des Fahrzeugs: Es ist entscheidend<br />

für die Fahrdynamik und damit den Wiedererkennungswert einer<br />

Marke. Zugleich spielt es auch für den Kraftstoffverbrauch eine wesentliche<br />

Rolle. <strong>IAV</strong> unterstützt seine Kunden bei den Herausforderungen der Ge -<br />

triebe entwicklung wie beispielsweise der wachsenden Zahl von Gängen<br />

und der zunehmenden Hybridisierung.


<strong>automotion</strong> | Impulse 7


8 Impulse | <strong>automotion</strong><br />

„Ziel ist die automatis<br />

auf dem Prüfstand“<br />

<strong>IAV</strong> arbeitet an den Getrieben von morgen – für konventionelle Fahrzeuge,<br />

Hybride und Elektroautos<br />

Eine wachsende Zahl von Gängen,<br />

die zunehmende Hybridisierung sowie<br />

neue Werkzeuge für Synthese<br />

und Applikation: Das sind die aktuellen<br />

Trends im Bereich der Getriebeentwicklung.<br />

Prof. Dr. Burghard Voß (Fachbereichsleiter<br />

Getriebe- und Hybridsysteme) und Lutz<br />

Stiegler (Bereichsleiter Development Powertrain)<br />

berichten im Interview über die Arbeitsschwerpunkte<br />

von <strong>IAV</strong>.<br />

Mit welchen aktuellen Themen beschäftigen<br />

Sie sich im Bereich der Getriebeentwicklung?<br />

Voß: Aktuell haben wir uns vielen Herausforderungen<br />

zu stellen. Ein großer Trend ist die zunehmende<br />

Zahl von Gängen. Standard sind<br />

derzeit sechs oder sieben Gänge – aber einige<br />

Hersteller haben bereits Achtgang-Getriebe<br />

auf dem Markt, und in absehbarer Zeit werden<br />

wir auch Fahrzeuge mit neun Gängen sehen.<br />

<strong>IAV</strong> arbeitet nicht nur intensiv für Kunden auf<br />

diesem Gebiet, sondern hat beispielsweise<br />

auch den Prototypen eines patentierten Neungang-Hybrid-Doppelkupplungsgetriebes<br />

entwickelt.<br />

Hintergrund der höheren Ganganzahl<br />

ist der sinkende Kraftstoffverbrauch bei zunehmender<br />

Spreizung. ZF hat zum Beispiel für<br />

sein aktuelles Neungang-Getriebe einen


<strong>automotion</strong> | Impulse 9<br />

che Applikation<br />

Verbrauchsvorteil von 16 Prozent gegenüber<br />

einem üblichen Sechsgang-Getriebe ausgewiesen.<br />

Hinzu kommen Vorteile bei der Geräuschentwicklung.<br />

Noch mehr Gänge sind<br />

aber nur bedingt sinnvoll, da die zusätzlichen<br />

Gewinne beim Verbrauch immer geringer<br />

werden.<br />

Stiegler: Mehr Gänge bedeuten einen höheren<br />

Steuerungsaufwand und häufigere Gangwechsel,<br />

was natürlich nicht auf Kosten des<br />

Komforts gehen darf. Darum sollten wir nicht<br />

nur auf die Gangzahl sehen, sondern die Effizienz<br />

des gesamten Antriebsstrangs und die<br />

Entwicklungskosten im Auge behalten. Unsere<br />

Kollegen aus der Motorenentwicklung arbeiten<br />

daher intensiv daran, den spezifischen<br />

Kraftstoffverbrauch auch in bisher ungünstigen<br />

Kennfeldbereichen zu verbessern – die<br />

Stichworte für Ottomotoren lauten hier beispielsweise<br />

Downsizing, variable Ventiltriebe,<br />

Zylinderabschaltung und Magerkonzepte.<br />

Dafür brauchen wir wiederum speziell angepasste<br />

Getriebe, die aber nicht zwangsläufig<br />

mehr Gänge haben müssen als heute. Wichtiger<br />

ist, dass sie optimal auf den Motor und<br />

das Fahrzeug abgestimmt sind. Hier profitieren<br />

wir davon, dass bei <strong>IAV</strong> Spezialisten für alle<br />

Gewerke vorhanden sind und bei Projekten eng<br />

zusammenarbeiten.<br />

Welche Rolle spielen Getriebe für<br />

Hybridfahrzeuge?<br />

Voß: Hier gibt es eine große Nachfrage von<br />

unseren Kunden, obwohl die Stückzahlen<br />

noch recht niedrig sind. Eine große Herausforderung<br />

ist der größere Aufwand für<br />

die Steuerung: Wir müssen nicht nur den<br />

Gangwechsel optimieren, sondern auch<br />

entscheiden, wann der E-Motor als Unterstützung<br />

zugeschaltet werden soll. Dadurch<br />

steigen die Anforderungen an die Funktionsentwicklung<br />

und an die Applikation.<br />

Stiegler: Hinzu kommt, dass wir die Hybridgetriebe<br />

mit ihren E-Motoren in den<br />

vorhandenen Bauraum integrieren müssen<br />

– der allerdings eher schrumpft und nicht<br />

größer wird. Unsere Entwickler müssen sich<br />

darum sehr viel mehr Gedanken um intelligente<br />

Getriebelösungen machen als bei<br />

konventionellen Fahrzeugen.<br />

Elektrofahrzeuge kommen mit weniger<br />

Gängen aus. Was bedeutet das für die<br />

Getriebeentwicklung?<br />

Stiegler: Tatsächlich reicht oft eine feste<br />

Übersetzung, weil der E-Motor in einem<br />

größeren Betriebsbereich einen hohen<br />

Prof. Dr. Burghard Voß, Fachbereichsleiter Getriebeund<br />

Hybridsysteme bei <strong>IAV</strong>


10 Impulse | <strong>automotion</strong><br />

<strong>IAV</strong> DrivePAC EV80<br />

Die patentierte, hochintegrierte und<br />

skalierbare Kombination aus E-Motor,<br />

Zweigang-Getriebe und Differenzial für<br />

Elektro- und Hybridfahrzeuge der<br />

unterschiedlichsten Größen erhöht<br />

sowohl die Effizienz als auch das Zugkraftangebot.<br />

Ausgezeichnet mit dem Innovationspreis<br />

Berlin Brandenburg 2<strong>01</strong>1.<br />

Wirkungsgrad aufweist und ein gleichbleibend<br />

hohes Drehmoment liefert. Um Effizienz<br />

und Fahrleistung eines Elektrofahrzeugs<br />

zu optimieren, brauchen wir aber<br />

nach wie vor kluge Getriebelösungen. Ein<br />

Beispiel dafür ist unser patentiertes DrivePac<br />

EV80, eine Kombination aus Elektromotor,<br />

Zweigang-Getriebe und Differenzial in einem<br />

kompakten Modul. Für diese Neuentwicklung<br />

gibt es Interessenten aus dem In- und<br />

Ausland. Übrigens kommen für die bestmögliche<br />

Gestaltung der elektrischen Maschine<br />

<strong>IAV</strong>-eigene Optimierungsprogramme<br />

und Methoden zur Anwendung. Zurzeit untersuchen<br />

wir Prototypen auf dem Prüfstand<br />

und erste Tests im Fahrzeug sind für<br />

Ende des Jahres vorgesehen.<br />

Voß: Wir gehen außerdem davon aus, dass<br />

der Verbrennungsmotor allen Unkenrufen<br />

zum Trotz noch deutlich mehr als zehn<br />

Jahre der dominierende Antrieb für Fahrzeuge<br />

bleiben wird. Selbst wenn das an -<br />

visierte Ziel von einer Million Elektrofahrzeugen<br />

für Deutschland bis 2020 erreicht<br />

werden sollte und der weltweite Absatz<br />

deutlich steigen würde, bliebe ihr Marktanteil<br />

doch recht gering. Im Moment sieht es<br />

so aus, als ob die Entwicklung eher langsamer<br />

als geplant voranginge – darum<br />

sehe ich derzeit keinen Anlass, das Ende der<br />

Getriebeentwicklung für Verbrennungsmotoren<br />

vorherzusagen.<br />

Was zeichnet <strong>IAV</strong> im Bereich der<br />

Getriebeentwicklung aus?<br />

Stiegler: Insbesondere bei der Hardwareentwicklung<br />

haben wir in den letzten Jahren<br />

unser Portfolio weiter ausgebaut, sodass wir


<strong>automotion</strong> | Impulse 11<br />

noch umfassender und effizienter den gesamten<br />

Entwicklungsprozess abdecken<br />

können – von der ersten Idee bis zur Serieneinführung.<br />

Außerdem haben wir unsere einzigartige<br />

Software für die Getriebesynthese<br />

weiterentwickelt: Mit ihr können wir nun auch<br />

für Handschalter und alle Arten von Hybridgetrieben<br />

bis hin zu sehr komplexen leistungsverzweigten<br />

Getrieben innovative Getriebestrukturen<br />

mit optimalen Eigenschaften<br />

entwerfen. Für die Konstruktionsphase haben<br />

wir eine Methode zur teilautomatisierten Auslegung<br />

aller Maschinenelemente wie Zahnräder,<br />

Wellen, Kupplungen und Bremsen auf<br />

Basis von Lastkollektiven erarbeitet – das<br />

spart zusätzlich Zeit. Und sobald die ersten<br />

Prototypen zur Verfügung stehen, können wir<br />

sie auf unserem neuen Getriebeprüfstand umfassend<br />

erproben.<br />

Voß: Wir arbeiten auch an verbesserten Methoden<br />

für die Applikation. Heute können wir<br />

die Bedatung schon teilweise am Schreibtisch<br />

vornehmen – lange bevor wir die ersten Prototypen<br />

bekommen. Und in späteren Phasen<br />

nutzen wir Simulationen, um die Auswirkungen<br />

von Veränderungen – etwa bei der Fahrstrategie<br />

– abzuschätzen. Langfristiges Ziel ist<br />

die automatische Applikation: Dann würde<br />

eine Software anhand von Zielkriterien die Bedatung<br />

vornehmen und der Applikateur wäre<br />

nur für die Feinabstimmung am Ende verantwortlich.<br />

Dieser Ansatz funktioniert schon teilweise<br />

und wird von uns gemeinsam mit Universitäten<br />

weiterentwickelt. Neben solchen<br />

neuen Werkzeugen spielt aber auch die Erfahrung<br />

eine große Rolle: Die Getriebeentwicklung<br />

hat bei <strong>IAV</strong> eine lange Tradition, die<br />

bis Anfang der 90er-Jahre zurückreicht. Inzwischen<br />

kennen wir fast alle auf dem Markt<br />

befindlichen Getriebe aus unserer Projekt -<br />

arbeit.<br />

Vielen Dank für das Gespräch!<br />

Kontakt:<br />

burghard.voss@iav.de<br />

lutz.stiegler@iav.de<br />

Lutz Stiegler, Bereichsleiter<br />

Development Powertrain bei <strong>IAV</strong>


12 Impulse | <strong>automotion</strong><br />

Ihr Getriebe – unser Auftrag<br />

Turnkey-Entwicklung aller Getriebesysteme am Markt durch <strong>IAV</strong>


<strong>automotion</strong> | Impulse 13<br />

Seit 30 Jahren ist <strong>IAV</strong> auf dem Gebiet<br />

der Getriebeentwicklung aktiv. Die<br />

Spezialisten unterstützen OEMs und<br />

Zulieferer, können aber auch komplette Getriebe<br />

selbst entwickeln. Eine professionelle<br />

Projektsteuerung und konsequentes<br />

Cost-Engineering garantieren perfekte Ergebnisse.<br />

In vielen Projekten übernehmen die Getriebespezialisten<br />

von <strong>IAV</strong> die Aufgaben ihrer<br />

Kunden. Dazu zählen OEMs wie Zulieferer. „Wir<br />

können zum Beispiel die Rolle des OEMs und<br />

die Schnittstelle zu seinem Zulieferer übernehmen.<br />

Dabei orientieren wir uns an den<br />

existierenden Rahmenbedingungen wie dem<br />

Bauraum, den elektronischen und mechanischen<br />

Schnittstellen oder den Applikationszielen<br />

hinsichtlich Schaltkomfort oder<br />

-strategie“, sagt Jens Riese, Abteilungsleiter<br />

Getriebe- und Hybridsysteme bei <strong>IAV</strong>. „Wir betreuen<br />

dann den Zulieferer und stellen sicher,<br />

dass das Endprodukt allen Anforderungen<br />

des OEMs entspricht.“ Dabei kann Rieses<br />

Team seine Kunden auch schon bei der Formulierung<br />

der Anforderungen im Lastenheft<br />

unterstützen.<br />

Integration eines Getriebes in ein<br />

Kundenfahrzeug<br />

Ein Beispiel für die erfolgreiche Arbeit von <strong>IAV</strong><br />

ist die Integration eines Sechsgang-Frontquergetriebes<br />

eines japanischen Zulieferers<br />

in ein Kundenfahrzeug. Auf Wunsch<br />

des OEMs hat <strong>IAV</strong> die Verantwortung für die<br />

Getriebeintegration und die Steuerung des<br />

Getriebelieferanten übernommen. „Der Zulieferer<br />

war unter anderem für die Applikation<br />

der Schaltqualität verantwortlich. Wir<br />

haben die Ergebnisse überprüft und – wenn<br />

notwendig – Korrekturen angeschoben“,<br />

berichtet Elmar Matthes, Projektleiter in der<br />

Abteilung Getriebe- und Hybridsysteme.<br />

„Wir haben uns um die Getriebeintegration<br />

und die Schaltstrategie gekümmert. Die<br />

Schaltstrategie ist ein typisches Erkennungsmerkmal<br />

eines Herstellers und wichtig<br />

für das Branding seiner Fahrzeuge.“ Hier<br />

wie auch bei anderen Projekten hat sich der<br />

Kunde auf die <strong>IAV</strong>-Expertise bei der Entwicklung<br />

von Getriebesystemen verlassen<br />

können.<br />

Im Rahmen des Projektes hat <strong>IAV</strong> auch die<br />

Softwaretests übernommen und die Abnahmeprüfung<br />

des Getriebes durchgeführt.<br />

„Wir haben in diesem Fall die Rolle des<br />

OEMs übernommen und konnten unserem<br />

Kunden bei dieser Turnkey-Entwicklung ein<br />

perfektes Ergebnis übergeben“, fasst Riese<br />

zusammen. „Dabei profitieren wir immer<br />

wieder von unserer langjährigen Erfahrung,<br />

der Zusammenarbeit mit den Kollegen aus<br />

anderen Fachbereichen und den zahl reichen<br />

Testeinrichtungen.“ Dazu gehören moderne<br />

Getriebe-, Hydraulik- und Antriebsstrangprüfstände,<br />

aber auch HiL-Systeme, mit denen<br />

die Software von Getriebesteuergeräten<br />

oder kompletten Antriebsstrangsystemen<br />

getestet werden kann. Bei allen<br />

Projekten nutzen die Ingenieure darüber<br />

hinaus innovative, eigenentwickelte Tools –<br />

etwa für die Getriebesynthese, die automatisierte<br />

Applikation und die Simulation von<br />

Antriebssträngen und Getrieben. Selbstverständlich<br />

ist auch die konsequente Anwendung<br />

von etablierten Standards wie<br />

etwa Automotive SPICE und ISO 26262.<br />

Systemkompetenz und globale<br />

Marktkenntnis<br />

Neben OEMs sind auch viele Zulieferer Kunden<br />

von Riese und seinen Kollegen. „Aufgrund<br />

unserer langjährigen Zusammenarbeit<br />

mit OEMs und Zulieferern beauftragen uns<br />

Zulieferer, ihre Aufgaben in einem Getriebeintegrationsprojekt<br />

zu übernehmen“, sagt<br />

Riese. Dabei können die Zulieferer auf das<br />

Wissen der <strong>IAV</strong>-Ingenieure anderer Fachbereiche<br />

zurückgreifen: Bei Bedarf beteiligen<br />

sich Experten aus anderen Bereichen wie<br />

Verbrennungs-, E-Motor- und HV-Bordnetzentwicklung<br />

an einem Projekt, sodass<br />

eine Betrachtung des übergreifenden Systems<br />

möglich wird. Ein weiterer Pluspunkt ist<br />

die globale Präsenz von <strong>IAV</strong>: Dank der Niederlassungen<br />

auf vier Kontinenten sind den<br />

Entwicklern die Anforderungen neuer Märkte<br />

wie China und Indien bestens bekannt.<br />

Professionelles Projektmanagement<br />

und Cost-Engineering<br />

Entwicklungsgroßprojekte wie die Entwicklung<br />

von Getriebesystemen stellen immer<br />

höhere Anforderungen an die systematische<br />

technische Integration, die fachübergreifende<br />

Zusammenarbeit der beteiligten Fachbereiche<br />

und die damit verbundene Projektsteuerung.<br />

Bei der Durchführung der<br />

Projekte mit <strong>IAV</strong> profitieren die Kunden von<br />

einem professionellen Projektmanagement.<br />

<strong>IAV</strong> verfügt über ein Project-Management-<br />

Office, welches die erforderlichen Projektmanagementprozesse<br />

zur Verfügung stellt<br />

und durch Schulung und Coaching für den<br />

notwendigen hohen Standard bei den verantwortlichen<br />

Projektleitern sorgt.<br />

Zudem verfügt das Unternehmen über einen<br />

eigenen Projektmanagementprozess (PEP),<br />

der dem Best-Practice-Grundsatz folgt und<br />

unter Beachtung von Lessons Learned sowie<br />

internationalen Standards wie PMI und<br />

Automotive SPICE stetig weiterentwickelt<br />

wird. „Sollte der Kunde keinen eigenen Produktentstehungsprozess<br />

mitbringen, so wird<br />

der <strong>IAV</strong>-eigene PEP entsprechend den Bedürfnissen<br />

des Kunden angepasst, sodass<br />

entlang dessen die Serienentwicklung mit <strong>IAV</strong><br />

erfolgen kann“, betont Matthes.<br />

Ein weiterer Pluspunkt ist die Fähigkeit, unabhängige<br />

Benchmarkuntersuchungen<br />

durchzuführen. Nach 30 Jahren Entwicklungstätigkeit<br />

kennen die <strong>IAV</strong>-Ingenieure fast<br />

alle Getriebe auf dem Markt und können ein<br />

neues Konzept mit bestehenden Lösungen<br />

vergleichen. „Unterstützt werden wir dabei<br />

von unserem <strong>IAV</strong>-Wissensspeicher, der auch<br />

von unseren Kunden genutzt wird. So können<br />

wir unseren Kunden immer sagen, was gerade<br />

Stand der Technik ist und woran sie sich<br />

orientieren müssen“, sagt Riese. „Wichtig<br />

bei unserer Entwicklungsarbeit ist natürlich<br />

auch der Blick auf den Preis des Endproduktes<br />

– hier können wir auf das Wissen unserer<br />

Kollegen von der Abteilung Cost-<br />

Engineering zurückgreifen.“ Sie identifizieren<br />

Sparpotenziale und sorgen dafür, dass eine<br />

Entwicklung nicht nur technisch, sondern<br />

auch kommerziell ein Erfolg wird.<br />

Eigenentwicklungen belegen<br />

<strong>IAV</strong>-Kompetenz<br />

Dass <strong>IAV</strong> auch komplette Getriebe in Eigenregie<br />

entwickeln kann, haben die Spezialisten<br />

in den vergangenen Jahren immer wieder<br />

bewiesen. Herausragende Beispiele sind<br />

das <strong>IAV</strong> DrivePac EV80 und die Achtgang-<br />

Hybridgetriebe 8H-AT350 und 8H-DCT450.<br />

„Wir können sämtliche Aufgaben übernehmen<br />

– vom Konzept über Konstruktion und<br />

Berechnung, die Entwicklung der Steuerung<br />

bis hin zur finalen Abnahme und der Produktionsvorbereitung“,<br />

so Matthes. „Auch<br />

bei unseren Eigenentwicklungen nutzen wir<br />

unsere Kompetenz für das ganze Fahrzeug<br />

und die Tatsache, dass bei <strong>IAV</strong> alle Gewerke<br />

für die Fahrzeugentwicklung vorhanden sind.“<br />

Kontakt:<br />

jens.riese@iav.de<br />

elmar.matthes@iav.de


14 Impulse | <strong>automotion</strong><br />

Sieben Gänge auf<br />

engstem Raum<br />

Neues <strong>IAV</strong>-Doppelkupplungsgetriebe lässt Kunden die Wahl: mechanischer<br />

Rückwärtsgang oder E-Motor für vielseitige Hybridfunktionen<br />

Es ist kompakt, flexibel und lässt sich<br />

kostengünstig produzieren: Das neue<br />

Siebengang-Doppelkupplungsgetriebe<br />

von <strong>IAV</strong> eignet sich für konventionelle und<br />

hybride Fahrzeuge aus der Kompakt- und Mittelklasse.<br />

Das modulare System lässt sich<br />

leicht an unterschiedlichste Anforderungen anpassen.<br />

Marktuntersuchungen sprechen eine klare<br />

Sprache: Doppelkupplungsgetriebe werden<br />

weltweit in den kommenden Jahren stark an<br />

Bedeutung zunehmen – bis 2<strong>01</strong>9 soll ihre<br />

Stückzahl gegenüber 2<strong>01</strong>3 um 129 Prozent<br />

steigen, während der gesamte Getriebemarkt<br />

nur um 28 Prozent zulegt. Die meisten von ihnen<br />

(71 Prozent) werden dann sieben Gänge<br />

aufweisen. Mehr Gänge bedeuten einen geringeren<br />

Verbrauch, weil der Motor öfter in besonders<br />

günstigen Kennfeldbereichen arbeitet,<br />

in denen er wenig Kraftstoff verbraucht und<br />

nur geringe Emissionen produziert.<br />

Ein weiterer Trend ist die zunehmende Hybridisierung<br />

der Fahrzeuge, der auch die Getriebeentwicklung<br />

beeinflusst. Zwar sollen<br />

bis 2<strong>01</strong>9 nur rund sieben Prozent der Doppelkupplungsgetriebe<br />

einen zusätzlichen Elektromotor<br />

für hybride Funktionalitäten, wie das<br />

Boosten, die Rekuperation der Bremsenergie<br />

und das rein elektrische Fahren, enthalten –<br />

aber auch für dieses relativ kleine Marktsegment<br />

sind effiziente, kompakte und kostengünstige<br />

Getriebe gefragt. Optimal wäre es darum,<br />

wenn man in den Hybriden ein nur leicht<br />

modifiziertes Getriebe aus einem konventionellen<br />

Fahrzeug einsetzen könnte.<br />

Nicht nur von außen sind kaum<br />

Unterschiede zu erkennen<br />

Diese beiden Entwicklungen hat <strong>IAV</strong> aufgegriffen<br />

und ein Siebengang-Doppelkupplungsgetriebe<br />

in Frontquerbauweise für die Kompakt-<br />

und Mittelklasse (maximales Drehmoment:<br />

280 Newtonmeter) entwickelt, das nicht<br />

nur besonders kompakt ist, sondern sich dank<br />

seiner modularen Bauweise auch einfach sowohl<br />

in konventionellen als auch in hybriden Fahrzeugen<br />

einsetzen lässt. „In der rein mechanischen<br />

Version hat es ein Modul für einen klassischen<br />

Rückwärtsgang“, erklärt Dr. Jörg Müller,<br />

Teamleiter Vorentwicklung Getriebe- und Hybridsysteme<br />

bei <strong>IAV</strong>. „Für ein Hybridfahrzeug ersetzen<br />

wir es einfach durch einen Elektromotor.“<br />

Schon ein kurzer Blick auf das Getriebe zeigt: Von<br />

außen sind kaum Unterschiede zwischen den<br />

zwei Varianten zu erkennen – das gleiche Druckgussgehäuse<br />

lässt sich für beide Getriebe mit<br />

geringen Abwandlungen in der Bearbeitung einsetzen,<br />

was in der Produktion Kosten spart.<br />

Auch für das Innenleben des Getriebes konnten<br />

die Entwickler viele Gleichteile verwenden. „Der<br />

E-Motor ist nicht wie üblich vor oder um die Doppelkupplung<br />

positioniert, sondern auf der Seite<br />

des Abtriebs angebracht. Seine Leistung fließt darum<br />

nicht erst über viele Radsatzkomponenten,<br />

sondern direkt auf die Achse“, sagt Dr. Mirko<br />

Leesch, Teamleiter für Hydraulik und Aktorik.<br />

„Darum ist der Radsatz beim rein mechanischen<br />

und beim hybriden Antrieb aufgrund vergleichbarer<br />

Belastungen identisch. Zudem reduzieren<br />

wir dadurch bei der Hybridvariante auch mechanische<br />

Verluste, was die Effizienz des Getriebes<br />

verbessert.“<br />

Neben den vielen Gleichteilen sind auch die<br />

kompakten Abmessungen des Doppelkupplungsgetriebes<br />

ein neuer Maßstab für diese Antriebsdrehmomente:<br />

Mit einer Länge von 352 Millimetern<br />

bei vergleichbarem radialem Bauraum<br />

liegt es am unteren Ende der Skala, die von<br />

350 bis 380 Millimeter reicht – und das trotz<br />

des zusätzlichen Hybridmoduls. Im Vergleich mit<br />

ähnlichen Getrieben kommt es zudem mit deutlich<br />

weniger Bauteilen aus und spart in der mechanischen<br />

Variante mit Rückwärtsgang etwa<br />

zehn Prozent Gewicht ein.<br />

Einzigartige <strong>IAV</strong>-Software für die Synthese<br />

von Getrieben und E-Motoren<br />

Bei der Entwicklung des Siebengang-Doppelkupplungsgetriebes<br />

konnten die <strong>IAV</strong>-Ingenieure<br />

ein einzigartiges Programm für die Synthese<br />

neuer Getriebesysteme nutzen. Es wird seit 2008<br />

eingesetzt und steht seit Ende 2<strong>01</strong>2 in einer neuen<br />

Version zur Verfügung. „Mit unserer Software<br />

haben wir viele Millionen Kombinationen von<br />

Bauelementen analysiert und konnten dadurch die<br />

gleiche Funktionalität wie herkömmliche Siebengang-Getriebe<br />

für Frontqueranwendungen mit<br />

nur zwei Wellensträngen für die Vorwärtsgänge<br />

erreichen – normalerweise braucht man drei“, berichtet<br />

Müller. „So haben wir den Platz für den<br />

Rückwärtsgang bzw. den E-Motor gewonnen.“<br />

Der E-Motor wurde ebenfalls mit einem neuen, seit<br />

Mitte 2<strong>01</strong>2 verfügbaren <strong>IAV</strong>-eigenen Syntheseprogramm<br />

entwickelt, das die Antriebe beispielsweise<br />

bei vorgegebenem Bauraum auf<br />

hohe Wirkungsgrade, hohe Drehmomente, einen<br />

besonders günstigen Preis oder einen vorteilhaften<br />

Kompromiss zwischen solchen Eigen-


<strong>automotion</strong> | Impulse 15<br />

<strong>automotion</strong> | Impulse 15<br />

schaften optimieren kann. „Wir haben mehrere<br />

Zehntausend E-Motoren auf dem <strong>IAV</strong>-Computercluster<br />

in Chemnitz durchgerechnet – dort liefen<br />

auch die Berechnungen für das Getriebe“, sagt<br />

Leesch. „Je nach Anforderung des Kunden können<br />

wir eine Lösung anbieten, die zum Beispiel<br />

sehr effizient oder sehr kostengünstig ist.“ Mit einer<br />

20 Kilowatt starken E-Maschine mit 100<br />

Newtonmetern Drehmoment würde ein Hybridfahrzeug<br />

mit dem neuen Getriebe im rein elektrischen<br />

Betrieb 80 Stundenkilometer erreichen und<br />

Steigungen bis zu 20 Prozent bewältigen. Rekuperation<br />

und Boosten wären bis zu höheren Geschwindigkeiten<br />

möglich. Dank der kompakten<br />

Abmessungen des Getriebes können aber auch<br />

stärkere E-Motoren eingebaut werden.<br />

Das Getriebe ist für die unterschiedlichsten<br />

Märkte interessant<br />

Auch beim Betätigungssystem ist maximale Flexibilität<br />

garantiert: Mit dem neuen Doppelkupplungsgetriebe<br />

lassen sich elektrohydraulische<br />

oder elektromechanische Systeme kombinieren.<br />

Welches die beste Variante ist, kann jeder Kunde<br />

aufgrund des von ihm anvisierten Marktsegmentes<br />

selbst entscheiden. Seit einem Jahr arbeiten<br />

die Teams von Müller und Leesch an<br />

dem neuen Getriebe und in frühestens zwei<br />

Jahren könnte es in Serie gehen. Es eignet sich<br />

sowohl für die etablierten Automobilmärkte als<br />

auch für Schwellenländer, weil sich das Getriebe<br />

sowohl auf maximale Effizienz als auch auf minimalen<br />

Preis optimieren lässt.<br />

Kontakt:<br />

joerg.mueller@iav.de<br />

mirko.leesch@iav.de<br />

Das <strong>IAV</strong>-Siebengang-Doppelkupplungsgetriebe in Frontquerbauweise –<br />

einsetzbar in der Kompakt- und Mittelklasse – für konventionelle (oben) und<br />

hybride (unten) Fahrzeuge


16 Impulse | <strong>automotion</strong><br />

Getriebeapplikation 3.0<br />

Simulationen und Prüfstandsversuche statt Fahrten auf der Straße


<strong>automotion</strong> | Impulse 17<br />

Im Bereich der Motorenentwicklung findet<br />

die Bedatung der Steuergeräte schon<br />

seit Jahren verstärkt am Computer und am<br />

Prüfstand statt. Jetzt hat dieser Trend zum<br />

„Frontloading“ auch die Getriebeexperten erreicht:<br />

<strong>IAV</strong> treibt die automatische Applikation<br />

des Getriebesteuergerätes voran und konnte<br />

bereits an realen Fahrzeugen nachweisen,<br />

dass das neue Verfahren der manuellen Bedatung<br />

in nichts nachsteht.<br />

Heute ist die Applikation des Getriebesteuergerätes<br />

noch eine Aufgabe für einen erfahrenen<br />

Ingenieur. „Der Applikateur nimmt die Bedatung<br />

oft auf öffentlichen Straßen vor“, berichtet<br />

Dr. Thieß-Magnus Wolter, Abteilungsleiter<br />

Getriebe- und Hybridsysteme bei <strong>IAV</strong>. „Er<br />

fährt die einzelnen Schaltpunkte an, beurteilt<br />

das Verhalten des Getriebes und optimiert die<br />

Parameter des Steuergerätes, bis das vom<br />

Hersteller gewünschte Fahrverhalten erreicht<br />

ist.“ Die Qualität der Applikation hängt hier allerdings<br />

stark vom subjektiven Empfinden<br />

des Fahrers ab. Zudem sind die Entwickler dafür<br />

auf die raren und extrem teuren Prototypen<br />

angewiesen.<br />

Objektives Kriterium für den<br />

Schaltkomfort<br />

Ziel der <strong>IAV</strong>-Entwickler ist es darum, die Bedatung<br />

so weit wie möglich mithilfe von Simulationen<br />

und Messungen am Prüfstand<br />

vorzunehmen – das spart Zeit und Kosten,<br />

außerdem verspricht das Verfahren besser<br />

reproduzierbare Ergebnisse. Eine wichtige<br />

Voraussetzung dafür hat Sebastian Kahlbau<br />

geschaffen: Der Entwicklungsingenieur in<br />

Wolters Team hat in seiner Dissertation ein Kriterium<br />

erarbeitet, mit dem sich der Komfort<br />

beim Schalten objektiv bestimmen lässt. „Ideal<br />

sind ein minimaler Ruck und eine minimale<br />

Änderung des Rucks“, sagt Kahlbau. „Daneben<br />

spielt bei der Applikation aber auch die Schaltzeit<br />

eine wichtige Rolle, weil sie die Sportlichkeit<br />

des Fahrzeugs und damit auch den Wiedererkennungswert<br />

der Marke bestimmt.“<br />

Sowohl der Ruck und der Ruckverlauf als<br />

auch die Schaltzeiten lassen sich ermitteln, sodass<br />

ein Computer sie automatisch mit Zielwerten<br />

vergleichen kann. Im nächsten Schritt<br />

verändert dann ein Optimierungsalgorithmus<br />

die Bedatung so lange, bis das Fahrzeug den<br />

vom Hersteller gewünschten Kompromiss<br />

aus Komfort und Sportlichkeit aufweist. „Bei<br />

der Bedatung auf dem Getriebeprüfstand<br />

können wir über die Prüfstandsautomatisierung<br />

immer wieder automatisch die gleichen<br />

Schaltpunkte anfahren“, erklärt Kahlbau. „So<br />

können wir automatisiert und systematisch<br />

ohne Prototypen applizieren.“<br />

Der Prüfstand wirkt wie ein Zeitraffer<br />

Derzeit bereiten Kahlbau und seine Kollegen<br />

einen ersten Test auf dem Getriebeprüfstand<br />

von <strong>IAV</strong> in Chemnitz vor. Dabei geht es auch<br />

um die Frage, wie lange der neue Applikationsprozess<br />

dauert. „Nicht nur Prototypen<br />

sind kostbar – auch Prüfstände verursachen<br />

Kosten“, sagt Wolter. „Wir wollen darum untersuchen,<br />

ob die automatische Applikation am<br />

Prüfstand tatsächlich ökonomischer ist als die<br />

Bedatung auf der Straße.“ Die Chancen dafür<br />

stehen gut: Dank der Automatisierung lassen<br />

sich auf dem Prüfstand in der gleichen Zeit<br />

mehr Schaltpunkte anfahren als auf der Straße<br />

oder einem Testgelände. „Er wirkt wie ein<br />

Zeitraffer“, fasst Wolter zusammen. Er rechnet<br />

damit, dass das neue Verfahren bis Ende des<br />

Jahres in den ersten Serienprojekten zum Einsatz<br />

kommt – zunächst für Teile der Basisschaltung<br />

(zum Beispiel die Zughoch-, Zug -<br />

rück-, Schubhoch- und Schubrückschaltung).<br />

Dass die automatische Bedatung prinzipiell<br />

gute Ergebnisse liefert, haben die Getriebeexperten<br />

von <strong>IAV</strong> bereits in realen Fahrzeugen<br />

sowohl mit Doppelkupplungsgetriebe<br />

als auch mit Stufenautomaten nachgewiesen.<br />

„Wir haben dafür die Schaltpunkte auf der Straße<br />

angefahren und dem Algorithmus die Optimierung<br />

der Parameter überlassen“, so Kahlbau.<br />

„Das Resultat war äußerst vielversprechend:<br />

Der Computer lieferte eine bessere Bedatung<br />

als ein menschlicher Applikateur.“<br />

Trotzdem wird die Getriebeapplikation auch in<br />

Zukunft nicht ohne erfahrene Ingenieure auskommen:<br />

Am Ende der Entwicklung werden<br />

immer Menschen der Bedatung den letzten<br />

Schliff geben und für die Absicherung verantwortlich<br />

sein.<br />

Das Fernziel der Entwickler:<br />

die Bedatung am Computer<br />

In den Entwicklungsphasen davor dürften<br />

die Computer aber immer mehr Aufgaben<br />

übernehmen, denn mit der Applikation auf dem<br />

Prüfstand ist das Ende des Frontloadings<br />

noch lange nicht erreicht: Fernziel der Entwickler<br />

ist die Getriebebedatung mithilfe von<br />

Simulationen des Gesamtfahrzeugs – damit<br />

könnten sie nicht nur den Einsatz der kostbaren<br />

Prototypen minimieren, sondern auch<br />

Versuche auf dem Prüfstand vermeiden. „Wir<br />

haben diesen Ansatz bereits mit den Modellen<br />

von zwei realen Fahrzeugen getestet. Eines<br />

hatte ein Doppelkupplungsgetriebe, das<br />

andere einen Stufenautomaten“, berichtet<br />

Kahlbau. „Auch hier hat der Computer sehr<br />

gute Ergebnisse geliefert, die der Applikation<br />

im Fahrzeug in nichts nachstanden.“<br />

Kahlbau ist überzeugt, dass hier die Zukunft<br />

der Getriebeapplikation liegt und verweist<br />

auf erste Anwendungen. „Die Bedatung mithilfe<br />

von Simulationen wird derzeit für ein<br />

Projekt in Japan eingesetzt, das 2<strong>01</strong>5 in<br />

Serie gehen soll“, so der Getriebeexperte.<br />

„Wenn die Ergebnisse positiv ausfallen und<br />

weitere Untersuchungen zur Robustheit des<br />

Verfahrens ebenfalls nicht dagegen sprechen,<br />

wird die Applikation am Computer in Zukunft<br />

eine wichtige Rolle bei der Getriebeentwicklung<br />

spielen.“<br />

Kontakt:<br />

thiess-magnus.wolter@iav.de<br />

sebastian.kahlbau@iav.de


18 Impulse | <strong>automotion</strong><br />

Getriebe mit<br />

Menschenkenntnis<br />

Die dynamische Fahrertyperkennung passt sich an die Fahrweise des Menschen an –<br />

<strong>IAV</strong> nutzt dafür die modellbasierte Softwareentwicklung


<strong>automotion</strong> | Impulse 19<br />

Funktionen für Steuergeräte werden<br />

immer seltener von Hand programmiert<br />

– stattdessen hält die modellbasierte<br />

Softwareentwicklung verstärkt<br />

Einzug in die Fahrzeugentwicklung. Bei der<br />

Fehlersuche eröffnen sich dadurch völlig<br />

neue Möglichkeiten: Entwickler können die<br />

Funktionen dank Model-in-the-Loop-Simulationen<br />

frühzeitig am Schreibtisch testen<br />

und müssen nicht auf Prototypen warten.<br />

Das haben die <strong>IAV</strong>-Experten auch bei<br />

der Entwicklung einer dynamischen Fahrertyperkennung<br />

genutzt, die Teil der Getriebesoftware<br />

von <strong>IAV</strong> ist.<br />

Moderne Fahrzeuge von Premiumher stellern<br />

passen sich automatisch an den aktuellen<br />

Gemütszustand ihrer Besitzer an: Die dynamische<br />

Fahrertyperkennung beobachtet ihr<br />

Verhalten auf der Straße und stimmt das<br />

Schaltverhalten des Automatikgetriebes darauf<br />

ab. „Das Auto erkennt an der Stellung des<br />

Gaspedals zum Beispiel, ob der Fahrer eine<br />

Passstraße mit vielen Serpentinen eher<br />

sportlich oder eher defensiv angeht“, sagt Dr.<br />

Jörg Beilharz, Leiter der Abteilung für Getriebe<br />

und Hybridmanagement bei <strong>IAV</strong>. „Die<br />

Getriebesteuerung reagiert darauf, indem sie<br />

die Schaltpunkte verschiebt – bei eher sportlicher<br />

Fahrweise werden die Gänge beispielsweise<br />

weiter ausgefahren, und die<br />

Schaltung findet erst bei höheren Drehzahlen<br />

statt.“ So soll der Mensch hinter dem<br />

Lenkrad mehr Fahrspaß bei immer noch<br />

moderatem Verbrauch erleben.<br />

Die Programmierung von Hand erschwert<br />

die Funktionsvalidierung<br />

Wesentlich eleganter wäre es, wenn die<br />

Entwickler den Schwächen in der Software<br />

schon früher auf die Schliche kommen<br />

könnten. Genau dafür setzen die <strong>IAV</strong>-Experten<br />

verstärkt die modellbasierte Softwareentwicklung<br />

ein: Statt den Programmcode<br />

der Funktionen von Hand zu erstellen,<br />

beschreiben sie ihn als Modell in weitverbreiteten<br />

Entwicklungsumgebungen wie Simulink<br />

oder Targetlink. „Das Modell der<br />

Funktion kombinieren wir dann mit einem<br />

Modell des gesamten Antriebsstrangs, sodass<br />

wir alle Tests ganz ohne Prüfstände<br />

oder Prototypen am Schreibtisch durchführen<br />

können“, erklärt Andre Altmann,<br />

Fachreferent Getriebe-Applikation bei <strong>IAV</strong>.<br />

„Dank dieser Model-in-the-Loop-Simulation<br />

erleben wir später im Fahrzeug keine bösen<br />

Überraschungen mehr.“<br />

Das letzte Wort wird beim Test auf<br />

der Straße gesprochen<br />

Tests in realen Fahrzeugen werden trotz der<br />

modellbasierten Softwareentwicklung aber<br />

auch in Zukunft nicht überflüssig. „Nur auf der<br />

Straße spürt man, wie gut die Funktion in der<br />

Praxis arbeitet“, so Beilharz. „Das kann keine<br />

Simulation leisten, die uns Zeitverläufe physikalischer<br />

Größen liefert.“ So sind die <strong>IAV</strong>-Entwickler<br />

auch im Fall der dynamischen Fahrertyperkennung<br />

vorgegangen: Auf die Softwareentwicklung<br />

und den Test mithilfe des<br />

Modells folgte der Versuch im realen Fahrzeug.<br />

Die Fahrertyperkennung ist nur einer von<br />

vielen Bausteinen der Getriebesoftware von<br />

<strong>IAV</strong>. Sie übernimmt das komplette Management<br />

eines Sechsgang-Automatikgetriebes<br />

und läuft auf dem Rapid-Prototyping-Steuergerät<br />

„<strong>IAV</strong>con“. „Wir haben unsere gesamte<br />

Getriebesoftware modellbasiert entwickelt“,<br />

berichtet Mees. „Die Qualität der Ergebnisse<br />

können wir in einem Demonstrator<br />

testen.“ Mit diesem Fahrzeug kann das <strong>IAV</strong>-<br />

Team auch Grundsatzuntersuchungen für<br />

seine Kunden durchführen – lange bevor<br />

die ersten Prototypen für Funktionstests zur<br />

Verfügung stehen.<br />

Das Interesse an dem neuen<br />

Ansatz nimmt zu<br />

„Das Interesse an diesem innovativen Ansatz<br />

steigt: Auch bei unseren Kunden setzt sich<br />

die modellbasierte Softwareentwicklung<br />

zunehmend durch“, hat Beilharz beobachtet.<br />

„Da unsere eigene Getriebesoftware auf<br />

diese Weise entstanden ist, verfügen wir inzwischen<br />

über viele Erfahrungen auf diesem<br />

Gebiet und können darum alle Funktionen<br />

im Getriebe modellbasiert entwickeln.“<br />

Kontakt:<br />

joerg.beilharz@iav.de<br />

andre.mees@iav.de<br />

In der Premiumklasse ist die Fahrertyperkennung<br />

bereits Stand der Technik und die<br />

entsprechende Funktion ist auf den Getriebe-Steuergeräten<br />

hinterlegt. Bisher wurde<br />

sie während der Entwicklung meist ganz<br />

konventionell in C programmiert, aufs Steuergerät<br />

übertragen und dort getestet. Diese<br />

klassische Vorgehensweise hat aber einen<br />

großen Nachteil: „Wir haben Fehler in der<br />

Funktion bisher erst nach der Integration in<br />

die Gesamtsoftware gefunden“, berichtet<br />

Andre Mees, Funktionsentwickler in der<br />

Abteilung für Getriebe und Hybridmanagement.<br />

„Dafür haben wir Testfahrten in Prototypen<br />

oder Hardware-in-the-Loop-Versuche<br />

genutzt.“<br />

Beispielhafte Gewichtsfunktion abhängig von Fahrpedalwert und -dynamik


20 Impulse | <strong>automotion</strong><br />

„Ohne geht’s nicht“<br />

<strong>IAV</strong> verstärkt die Aktivitäten im Bereich Fahrdynamikregelsysteme<br />

Regelsysteme für die Fahrdynamik<br />

werden immer wichtiger – allerdings<br />

lassen sich optimale Lösungen nur<br />

durch effizientes Teamwork erzielen. Bei <strong>IAV</strong><br />

ist dafür der Fachbereich Vehicle Dynamics<br />

Chassis (VDC) zuständig, der von der <strong>IAV</strong>-<br />

Tochter Team Rosberg Engineering (TRE)<br />

unterstützt wird. Simon Heine (Senior Projektleiter<br />

im Bereich Chassis), Sven Schmidt<br />

(Teamleiter Bremssysteme) und Remko<br />

Koehne (Teamleiter Testing und Homologation<br />

bei TRE) erklären im Interview, wie <strong>IAV</strong> Regelsysteme<br />

für die Fahrdynamik entwickelt.<br />

Warum sind Fahrdynamikregelsysteme<br />

heute so wichtig?<br />

Koehne: Weil sie die fundamentale Verantwortung<br />

für die Insassen übernehmen. Das<br />

geht weit über einfache Bremsvorgänge hinaus,<br />

wie wir täglich bei den immer umfassenderen<br />

Homologationsversuchen sehen<br />

können. Jedes Land hat Abnahmekriterien für<br />

die fahrdynamische Stabilität eines Fahrzeugs.<br />

Wir prüfen die Konformität der Fahrzeuge<br />

nach diesen Kriterien. Gerade der Trend<br />

zu günstigen Kleinwagen, SUVs und Vans mit<br />

hohem Schwerpunkt erfordert Systeme, die<br />

aktiv ein Fahrzeug stabilisieren – bei unseren<br />

Tests können wir regelmäßig beobachten,<br />

was ohne ein solches System passieren<br />

würde.<br />

Was würde denn passieren?<br />

Koehne: Ohne ESP sind diese Fahrzeuge in<br />

dynamischen Situationen schwer kontrollierbar,<br />

da sie stark unter- oder übersteuern und<br />

sich schnell überschlagen. Für die Homologation<br />

wird daher gemessen, wie stark die Räder<br />

abheben und ob trotz starker Stabilisierungseingriffe<br />

die Lenkbarkeit erhalten bleibt.<br />

Heine: Einige Fahrzeugtypen haben aufgrund<br />

ihres Fahrzeugkonzeptes einen sehr hohen<br />

Schwerpunkt und/oder einen sehr kurzen<br />

Radstand. Zusätzlich ermöglichen aktuelle<br />

Reifentechnologien hohe Querkräfte. Dies alles<br />

erhöht die Neigung für kritisches Fahrverhalten.<br />

Da reicht es bei einigen Fahrzeugen<br />

aus, mit zu hoher Geschwindigkeit eine Autobahnabfahrt<br />

zu durchfahren. Dann bremst<br />

das ESP das Fahrzeug herunter, um Probleme<br />

zu vermeiden.<br />

In welche Systeme greift die Regelung<br />

der Fahrdynamik ein?<br />

Schmidt: In einem modernen Fahrzeug ist das<br />

Fahrdynamikregelsystem integraler Bestandteil<br />

der Elektronikarchitektur. Es kommuniziert<br />

mit dem Motorsteuergerät, um Antriebsschlupf<br />

und Schleppmoment zu kontrollieren.<br />

Es meldet fahrdynamische Instabilität<br />

an elektronische Dämpfer und Stabilisationssysteme,<br />

die dann dämpfend agieren. Um<br />

die Agilität zu steigern, steuert es aktive Torque-Vectoring-Differenziale.<br />

Aber die Fahrdynamikregelung stellt sich auch<br />

selbst als Aktuator in den Dienst anderer<br />

Funktionen, wie zum Beispiel bei der automatischen<br />

Abstandsregelung ACC. Hier stellt<br />

das ESP das geforderte Bremsmoment. Dabei<br />

ist es bereits selbstverständlich geworden,<br />

dass die ABS- oder ESP-Bremshydraulik aufgrund<br />

der Bremskraftverteilung bei jeder<br />

Bremsung regelnd eingreift.<br />

Jedes Fahrzeugmodell bekommt seine<br />

eigene ESP-Applikation?<br />

Heine: Verschiedene Motor-Getriebe-Kombinationen<br />

und unterschiedliche Fahrzeugabmessungen<br />

bedingen Anpassungen der<br />

Applikationsparameter. Dadurch ergibt sich bereits<br />

eine große Variantenvielfalt. Und natürlich<br />

werden an die ESP-Abstimmung eines Porsches<br />

andere Anforderungen gestellt als an die<br />

eines Mercedes. Die ESP-Applikation ist Teil


21 Impulse | <strong>automotion</strong><br />

<strong>automotion</strong> | Impulse 21<br />

Optimale Lösungen durch effizientes Teamwork:<br />

Simon Heine, Remko Köhne und Sven Schmidt (v. l.)<br />

der fahrdynamischen Marken-DNA eines<br />

Fahrzeugs und ermöglicht gerade bei leistungsstarken<br />

Fahrzeugen den Spagat zwischen<br />

Stabilität und Agilität.<br />

Wäre es nicht einfacher und schneller,<br />

dafür Simulationen einzusetzen?<br />

Koehne: Bei TRE nutzen wir bereits Gesamtfahrzeugsimulationen<br />

erfolgreich in unseren<br />

Rennsportprojekten. Auch für die Abstimmung<br />

des Fahrwerks und seiner Komponenten<br />

sind sie eine große Hilfe. Bei der Abstimmung<br />

von Fahrdynamikregelsystemen ergeben<br />

sich Einschränkungen, wenn die Modelle<br />

für komplexe Komponenten wie Reifen<br />

oder Regelsysteme nicht genau genug sind.<br />

Hier ist derzeit noch die subjektive Beurteilung<br />

auf Test- und Rennstrecken unverzichtbar.<br />

Schmidt: Simulation ist für unsere Serienprojekte<br />

essenziell: An Hardware-in-the-Loop-<br />

Prüfständen testen wir beispielsweise den Einsatz<br />

der Steuergeräte im Verbund und können<br />

so Diagnose und Rückfallebenen ausprobieren,<br />

bevor wir kostbare und kaum verfügbare<br />

Prototypen belegen.<br />

Warum ist Teamarbeit in diesem Gebiet<br />

so wichtig?<br />

Heine: Wir decken übergreifend den kompletten<br />

Entwicklungsprozess eines Fahrdynamikregelsystems<br />

ab. Das ist so komplex,<br />

dass dabei verschiedene Abteilungen zusammenarbeiten<br />

müssen: Die Integration verantwortet<br />

Sven Schmidt, das Thema Applikation<br />

vertrete ich, und Remko Koehne sorgt<br />

mit seinem Testing-Team abschließend dafür,<br />

dass unsere Arbeit auch von den Homologationsbehörden<br />

akzeptiert wird. Wir kommen<br />

also nur zusammen ins Ziel.<br />

<strong>IAV</strong> hat seine Prozesskette vervoll -<br />

ständigt, indem das Thema Applika tion<br />

Bremse neu hinzugekommen ist.<br />

Welchen Vorteil haben die Kunden<br />

davon?<br />

Heine: In der zunehmenden Vernetzung moderner<br />

Fahrwerksysteme liegt unsere Chance<br />

in der Systemkompetenz. Für das System<br />

Bremse sind dies die Schwerpunkte Aktuatorik,<br />

Funktionsentwicklung, Integration, Applikation<br />

und Homologation. Diese Themen<br />

übergreifend zu beherrschen, gibt dem Kunden<br />

das Vertrauen, dass wir auch bei vernetzten<br />

Problemen der richtige Ansprechpartner<br />

sind. Zudem können wir so Synergieeffekte<br />

realisieren und durch die Weiterbildung<br />

von Mitarbeitern innerhalb der kompletten<br />

Prozesskette heben wir unsere Kompetenz<br />

auf ein höheres Level.<br />

Schmidt: Außerdem wird wegen der zunehmenden<br />

Zahl von elektronischen Komponenten<br />

das fahrdynamische Verhalten von<br />

Fahrzeugen mehr und mehr mithilfe der elektronischen<br />

Applikation dieser Subkomponenten<br />

konfigurierbar – so werden sich künftig<br />

viele Modelle bei gleicher Hardware nur<br />

durch ihre spezifische Software unterscheiden.<br />

Das ist mit der Individualisierung von Mobiltelefonen<br />

vergleichbar, die dort durch die<br />

Apps stattfindet. Unsere Aufgabe ist es, unseren<br />

Kunden bei dieser Entwicklung kompetent<br />

zur Seite zu stehen. <strong>IAV</strong> hat die Kompetenz,<br />

von der Integration der Komponenten<br />

über die Applikation der Bremsen bis hin zum<br />

komplexen rechtlichen Homologationsprozess<br />

ein Komplettpaket anzubieten.<br />

Kontakt:<br />

simon.heine@iav.de<br />

sven.schmidt@iav.de<br />

r.koehne@trengineering.de


22 Impulse | <strong>automotion</strong><br />

Pioniere der Elektromobilität<br />

Seit mehr als 20 Jahren entwickelt <strong>IAV</strong> Batteriesysteme –<br />

Kompetenz von der Zelle bis zum Gesamtsystem<br />

In den vergangenen Jahren hat <strong>IAV</strong> seine<br />

Kapazitäten im Bereich der Batteriesysteme<br />

massiv ausgebaut. Heute<br />

können die Ingenieure auf hochmoderne<br />

Prüfstände für Zellen und Gesamtsysteme<br />

sowie ein eigenes Batteriemanagementsystem<br />

für die schnelle Entwicklung von Demonstratoren<br />

und Prototypen zurückgreifen.<br />

Bereits heute haben sie Zukunftsthemen<br />

wie neue Batterietechnologien im<br />

Blick.<br />

Im Jahr 1990 konnte noch niemand ahnen,<br />

welche Rolle die Elektromobilität zwei Jahrzehnte<br />

später einmal spielen sollte. Dennoch<br />

beschäftigten sich <strong>IAV</strong>-Ingenieure schon<br />

damals mit der neuen Antriebstechnologie:<br />

Für den Prototypen eines Elektrofahrzeuges<br />

bauten sie das erste eigene Batteriesystem,<br />

einen Blei-Gel-Akku. Neun Jahre<br />

später folgte das erste Projekt mit den heute<br />

aktuellen Lithium-Ionen-Batterien: Aus<br />

einzelnen Zellen bauten die Entwickler ein<br />

Gesamtsystem auf, das in Brennstoffzellenfahrzeugen,<br />

Elektroautos und Plug-in-<br />

Hybriden eingesetzt werden konnte. Das zugehörige<br />

Batteriemanagementsystem (BMS)<br />

kaufte <strong>IAV</strong> damals von einem Drittanbieter zu.<br />

Eigenes Batteriemanagementsystem<br />

seit 2006<br />

Seit 2006 ist das nicht mehr nötig – denn<br />

seitdem verfügt <strong>IAV</strong> über ein selbst entwickeltes<br />

BMS, das inzwischen in der dritten<br />

Generation vorliegt und ständig weiterentwickelt<br />

wird. „Mit unserem Batteriemanagementsystem<br />

haben wir schon mehr als<br />

100 Batteriesysteme aufgebaut“, berichtet<br />

Karsten Müller, Fachbereichsleiter E-Traktionssysteme<br />

bei <strong>IAV</strong>. „Es ist speziell für den<br />

schnellen Aufbau von Prototypen gedacht<br />

und lässt sich in kürzester Zeit in ein Fahrzeug<br />

integrieren – beispielsweise für den<br />

Test von Zellen oder die Erprobung eines gesamten<br />

Systems.“<br />

Im BMS steckt der ganze Erfahrungsschatz<br />

der Batteriespezialisten von <strong>IAV</strong>: Mit seiner<br />

Hilfe lassen sich aus beliebigen Zellen Batteriesysteme<br />

für Fahrzeuge aller Art aufbauen,<br />

wobei die integrierte CAN-Bus-<br />

Schnittstelle für eine einfache Anbindung an<br />

das Gesamtsystem sorgt. „Unser BMS wird<br />

zum Beispiel in Showcars und Erprobungsträgern<br />

von <strong>IAV</strong>-Kunden eingesetzt“, sagt<br />

Andreas Groß, Senior Projektleiter Hochvolt-<br />

Batteriesysteme bei <strong>IAV</strong>. Außerdem sind<br />

das Know-how und die Toolkette eines eigenen<br />

BMS die Basis für die Funktionsentwicklung.<br />

Hier arbeitet <strong>IAV</strong> in Serienprojekten<br />

an der Entwicklung von Funktions -<br />

modulen.<br />

Moderne Prüfstände für Zellen<br />

und Gesamtsysteme<br />

Für Eigenentwicklungen und Kundenprojekte<br />

nutzen die Elektrospezialisten von <strong>IAV</strong> neben<br />

dem BMS auch moderne Prüfstände für Zellen<br />

und Gesamtsysteme. „Auf ihnen können wir<br />

beispielsweise ein Benchmarking der Zellen<br />

durchführen und zudem genaue Informationen<br />

über ihr Innenleben gewinnen – das ist die<br />

Grundlage, um unser BMS optimal für den jeweiligen<br />

Zelltyp zu bedaten“, erklärt Müller. Am<br />

Ende eines Projektes nehmen die Ingenieure<br />

dann auf dem Batterieprüfstand die Funktion<br />

des Gesamtsystems genau unter die Lupe.<br />

Von der Zelle bis zum Gesamtsystem: So<br />

lässt sich das breite Spektrum der <strong>IAV</strong>-Aktivitäten<br />

im Bereich der Batteriesysteme zusammenfassen.<br />

Dabei haben die Entwickler<br />

nicht nur den Bau von Prototypen im Blick,


<strong>automotion</strong> | Impulse 23<br />

Was tut sich im Inneren einer Batterie?<br />

Mit dem Zellprüfstand können die <strong>IAV</strong>-Experten<br />

die Zellspannungen und die Innenwiderstände<br />

messen und überwachen.<br />

sondern sehen sich auch für Serienprojekte<br />

bestens gewappnet. „Wir können unseren<br />

Kunden alles anbieten: Die Entwicklung von<br />

Demonstratoren, den Bau von Prototypen<br />

oder ein serienreifes Produkt“, sagt Groß.<br />

„Dafür gibt es bei uns für die verschiedenen<br />

Anwendungen festgelegte Entwicklungsabläufe.<br />

So kann zum Beispiel die Batteriekühlung<br />

für Demonstratoren nach Expertise ausgelegt<br />

werden, während Komponenten mit<br />

Straßenfreigabe umfangreiche Tests und Simulationen<br />

durchlaufen.“<br />

Bei allen Projekten haben die Ingenieure nicht<br />

nur die Lastenhefte ihrer Kunden, sondern<br />

auch die einschlägigen Normen aus dem Bereich<br />

der E-Mobilität im Blick. Hier zahlt sich<br />

besonders aus, dass <strong>IAV</strong> dank seiner jahrelangen<br />

Erfahrung für viele Probleme bereits<br />

Lösungen gefunden hat und aktiv an neuen<br />

Normen mitarbeitet. Das Wissen in Funktionsentwicklung<br />

und Batteriesystemauslegung<br />

nutzt <strong>IAV</strong> ebenfalls für die Serienapplikation<br />

von Batteriemanagementsystemen<br />

am Batterieprüfstand sowie im Fahrzeug zur<br />

Optimierung der Batterieperformance, der<br />

Reichweite und Überwachung der Batteriefunktionalität.<br />

Ein weiteres Plus sind die vielen Mitarbeiter,<br />

die spezielle Weiterbildungen absolviert haben:<br />

„Bei <strong>IAV</strong> sind alle Qualifikationen für den<br />

Umgang mit Batterien vorhanden“, so Müller.<br />

„Wir verfügen zum Beispiel über Ingenieure<br />

und Mechaniker, die an der offenen Batterie<br />

arbeiten können.“<br />

Leichtbau und intelligente Kühlung<br />

Wichtig ist aber auch die <strong>IAV</strong>-Kompetenz in<br />

scheinbar wenig verwandten Gebieten wie<br />

dem Leichtbau. Seit mehr als zwei Jahren beschäftigen<br />

sich die Entwickler mit Batteriegehäusen<br />

aus CFK und GFK, um das Gewicht<br />

der Fahrzeuge zu reduzieren und dadurch ihre<br />

Reichweite zu steigern. Ein weiteres wichtiges<br />

Thema ist die Kühlung des Energiespeichers:<br />

Für einen möglichst geringen Platzbedarf<br />

der Batterie müssen die Zellen so dicht wie<br />

möglich gepackt werden, ohne dass die Temperatur<br />

zu sehr steigt. „Durch eine enge Anordnung<br />

der Zellen in Kombination mit intelligenter<br />

Kühltechnik konnten wir in einem<br />

Projekt das Volumen der Batterie um 30 Prozent<br />

verringern“, berichtet Groß. „Das Gewicht<br />

sank um 20 Prozent, weil wir für das Gehäuse<br />

auf Leichtbau gesetzt haben.“ Trotzdem<br />

erfüllte die Lösung noch alle Anforderungen<br />

an die Crash-und die Hochvolt-Sicherheit.<br />

Künftige Batterien werden auf neuen Technologien<br />

beruhen – so könnten Lithium-Ionen-<br />

Akkus in einigen Jahren durch Energiespeicher<br />

auf der Basis von Lithium-Magnesium,<br />

Lithium-Schwefel oder Lithium-Luft abgelöst<br />

werden. Sie bieten zwar eine höhere Kapazität,<br />

stellen die Entwickler aber vor neue<br />

Herausforderungen: Statt der heute üblichen<br />

3,6 Volt müssen die Ingenieure in Zukunft mit<br />

anderen Zellspannungen umgehen und die<br />

Auswirkungen auf das Gesamtsystem beachten.<br />

„Wir beschäftigen uns schon heute mit<br />

solchen Entwicklungen und beraten unsere<br />

Kunden sowie die Hersteller von Zellen“, er -<br />

klärt Müller. „Wir sind aber auch auf andere<br />

Neuerungen vorbereitet – etwa auf Twin-<br />

Batterie-Konzepte, bei denen man Zellen mit<br />

hoher Leistung und Zellen mit hoher Kapazität<br />

kombiniert.“<br />

Kontakt:<br />

andreas.gross@iav.de<br />

karsten.mueller@iav.de<br />

ralf.wascheck@iav.de


24 Impulse | <strong>automotion</strong><br />

Antriebe auf dem Prüfstand<br />

Hochmodernes <strong>IAV</strong>-Prüfzentrum in Chemnitz für elektromechanische Antriebe


<strong>automotion</strong> | Impulse 25<br />

Getriebeprüfstand


26 Impulse | <strong>automotion</strong><br />

Batterieprüfstand<br />

Das <strong>IAV</strong>-Prüfzentrum in Chemnitz verfügt<br />

über hochmoderne Prüfstände<br />

für Getriebe, Batterien und elektrische<br />

Antriebe. Dort können die <strong>IAV</strong>-Ingenieure<br />

fast alle Antriebskonzepte untersuchen, die<br />

heute auf dem Markt eine Rolle spielen –<br />

konventionelle Verbrennungsmotoren ebenso<br />

wie Hybrid- und E-Fahrzeuge. Mithilfe der<br />

Prüfstände entstehen extrem effiziente Getriebe<br />

für Verbrennungsmotoren sowie neue<br />

und serientaugliche Produkte mit den alternativen<br />

Antrieben der Zukunft. So trägt das<br />

Prüfzentrum zu einer nachhaltigen Mobilität<br />

und sinkenden CO 2 -Emissionen bei.<br />

Getriebeprüfstand für manuelle<br />

und automatische Getriebe<br />

Er gehört zu den modernsten seiner Art: der<br />

neue Getriebeprüfstand von <strong>IAV</strong>. Seit Mitte<br />

2<strong>01</strong>2 wird er im Prüfzentrum Chemnitz für<br />

Funktions- und Dauererprobungen von manuellen<br />

und automatischen Getrieben eingesetzt.<br />

Mit ihm können die <strong>IAV</strong>-Experten<br />

rund 90 Prozent aller Getriebe für Verbrennungsmotoren<br />

abdecken. Zudem eignet er<br />

sich auch für Projekte, bei denen ein Hybridoder<br />

Elektroantrieb zum Einsatz kommt. Die<br />

hochdynamischen Bremsen des Prüfstands<br />

lassen sich einzeln ansteuern und garantieren<br />

so sehr realistische Ergebnisse.<br />

Die Spezifikationen im Überblick:<br />

Antrieb<br />

Leistung<br />

370 kW<br />

Moment<br />

650 Nm<br />

Drehzahl 10.000 min -1<br />

(über Zusatzgetriebe 20.000 min -1 )<br />

Trägheitsmoment<br />

0,11 kgm²<br />

Dynamik Δn 46.000 min -1/s<br />

Abtrieb (2 x)<br />

Leistung<br />

290 kW<br />

Moment<br />

4.200 Nm<br />

Drehzahl 3.000 min -1<br />

Trägheitsmoment<br />

4,7 kgm²<br />

Dynamik<br />

Δn 10.000 min -1/s<br />

Allgemein<br />

• Funktions- und Dauererprobungen für alle<br />

Getriebebauarten (manuell, Automatik,<br />

stufenlos, Doppelkupplung)<br />

• 250-kW-Batteriesimulator<br />

• Adaption zu Hochdrehzahlanwendung für<br />

rein elektrische Antriebe<br />

• Front-Queraufbau durch schmale Antriebsmaschine<br />

• Alle einachsigen Antriebe aufbaubar<br />

(Front/Heck)<br />

• Nachfahren gemessener Lastkollektive<br />

inklusive Online-Klassierung<br />

• Einbindung von auf MATLABTM Simulink TM<br />

basierenden Echtzeit-Applikationen<br />

Kontakt:<br />

reiner.grossmann@iav.de


<strong>automotion</strong> | Impulse 27<br />

Prüfstand E-Traktion: untersucht<br />

komplexe Systeme im Detail<br />

Blick ins Innere der Batterie:<br />

Batterie- und Zellprüfstand<br />

Beim Test von Hybrid- und Elektrofahrzeugen<br />

steht die Performance eines komplexen Systems<br />

aus vielen Komponenten im Mittelpunkt:<br />

Batterie, Leistungselektronik und E-Motor<br />

müssen optimal und sicher zusammenarbeiten.<br />

Genau das lässt sich auf den neuen<br />

Prüfständen für E-Traktion im Detail untersuchen<br />

– dort zeigt sich zum Beispiel, ob<br />

die Energieflüsse richtig gesteuert werden, ob<br />

die Diagnosen korrekt arbeiten und ob die<br />

funktionale Sicherheit immer gewährleistet ist.<br />

Die beiden Prüfstände in Chemnitz sind so<br />

ausgelegt, dass sie etwa 90 Prozent des<br />

Marktes für E-Fahrzeuge abdecken.<br />

• Vibrationsmessung zur Prüflingsüberwachung<br />

Prüfstands-Schnittstellen<br />

• 6 x CAN<br />

• Flexray vorbereitet<br />

• ASAM-MCD3 und INCA-MCE400<br />

Elektromaschinen-Prüfstand<br />

Antriebssystem<br />

Max. Dauerleistung<br />

Max. Drehmoment<br />

Max. Drehzahl<br />


28 Impulse | <strong>automotion</strong><br />

Sauberer Strom überall<br />

Innovation im Bereich der dezentralen Energieversorgung:<br />

der Energiecontainer von <strong>IAV</strong><br />

Eine Spitzenleistung von 12 kWp, sauberer<br />

Strom, modular aufgebaut, flexibel<br />

einsetzbar – das sind einige Eckdaten<br />

der neuesten <strong>IAV</strong>-Innovation. Die Rede<br />

ist vom Energiecontainer. Dieser kann im entlegensten<br />

Winkel der Welt aus Sonnenlicht und<br />

Windkraft Strom erzeugen.<br />

Das System besteht aus einem genormten<br />

20-Fuß-Seefrachtcontainer, in dem die Akkumulatoren<br />

und die Steuerung verbaut<br />

sind, sowie mehreren Solarpanels und einer<br />

Kleinwindkraftanlage. Der Clou dabei: Alles<br />

kann demontiert, nach CTU-Packrichtlinien<br />

in dem Container verstaut und so als nur ein<br />

Teil in die ganze Welt verschifft werden. Zum<br />

Aufbau reichen drei Personen. Ein Fundament<br />

muss nicht gegossen werden – der Untergrund<br />

muss lediglich plan sein. Somit ist das<br />

System äußerst flexibel einsetzbar.<br />

Fertig aufgestellt und ausgerichtet erreicht<br />

der Energiecontainer eine Spitzenleistung<br />

von 12 kWp; dabei leisten die Solarpanels<br />

4,3 kWp. Die Kleinwindkraftanlage erzeugt bis<br />

zu 5,5 kW bei einer derzeitigen Nabenhöhe<br />

von 23 Metern. Über Wechselrichter wird die<br />

gewonnene Energie gleichgerichtet und in<br />

Akkumulatoren mit einer Kapazität von<br />

135 kW/h zwischengespeichert. Je nach<br />

Bedarf können auch mehrere Solarpanels verbaut,<br />

weitere Kleinwindkraftanlagen, ein Dieselgenerator<br />

oder ein Blockheizkraftwerk<br />

(BHKW) angeschlossen werden. Durch das<br />

modulare Konzept stehen zwölf verschiedene<br />

Leistungsvarianten zur Verfügung.<br />

Sauberer Strom, überall verfügbar<br />

Die Hauptidee ist: sauberen Strom an Orten<br />

zu produzieren, die nicht am Netz angeschlossen<br />

sind und mitunter auch nie angeschlossen<br />

werden. Die Einsatzzwecke des<br />

Energiecontainers sind dabei vielseitig. Ob als<br />

Stromquelle in der Landwirtschaft, als Grundversorgung<br />

in Entwicklungsländern oder<br />

auch als mittelfristige Katastrophenhilfe – der<br />

Energiecontainer ist ein wahrer Allrounder.<br />

Ganz nebenbei ist das System auch noch ein<br />

Internet-Hotspot. Da der Energiecontainer<br />

über eine Fernwartungsverbindung via Satellit<br />

oder GSM-Modul<br />

verfügt, kann ein Internetanschluss<br />

über WLAN<br />

bereitgestellt werden.<br />

Hinzu kommt, dass über<br />

die Solarpanels die<br />

Sonneneinstrahlung<br />

und über Windmesser<br />

an der Kleinwindkraftanlage<br />

die Windstärke ermittelt<br />

wird. Das System<br />

funktioniert somit zusätzlich<br />

als Wetterstation.<br />

Aufgrund seines umfangreichen<br />

Leistungsspektrums<br />

ist der Energiecontainer<br />

gefragt. Die<br />

ersten NGOs (Nicht-Regierungs-Organisationen)<br />

haben schon Kontakt<br />

mit <strong>IAV</strong> aufgenommen.<br />

Man kann den Energiecontainer<br />

natürlich auch<br />

in Deutschland einsetzen.<br />

Etwa zur Netzstabi-


<strong>automotion</strong> | Impulse 29<br />

<strong>IAV</strong>-Energiecontainer<br />

Systemdaten:<br />

• 20-Fuß-Seefrachtcontainer<br />

• Leistung Inselnetz-Wechselrichter<br />

10 kW<br />

• Gesamtleistung 12 kWp<br />

lisierung oder als Ladestation für Elektromobilität.<br />

„<strong>IAV</strong> ist diesbezüglich bereits mit lokalen<br />

Energieversorgern sowie OEMs aus der<br />

Automobilindustrie in Gesprächen“, so <strong>IAV</strong>-<br />

Geschäftsführer Kurt Blumenröder.<br />

Ein Energiecontainer bietet die<br />

Basis für eine erste Infrastruktur<br />

Im einfachen Inselbetrieb („Off-Grid“), also<br />

dem Betrieb ohne Netzanschluss, wird die<br />

gewonnene Energie zwischengespeichert<br />

oder direkt an den Verbraucher abgegeben.<br />

Das geschieht auch im netzparallelen<br />

Betrieb („On-Grid“) – hier kann der Strom wegen<br />

des Netzanschlusses auch wieder eingespeist<br />

werden. Des Weiteren ist ein Verbund<br />

mehrerer Energiecontainer möglich<br />

(„Smart-Grid“). Bis zu 30 Energiecontainer<br />

sind parallel zusammenschaltbar. Dadurch ergeben<br />

sich bisher kaum denkbare Möglichkeiten:<br />

Mit bis zu 360 kW im Verbund kann<br />

zum Beispiel in Entwicklungsländern ein eigenes<br />

Stromnetz aufgebaut werden. Allein<br />

schon mit einem Energiecontainer kann eine<br />

erste Infrastruktur geschaffen werden.<br />

Zurzeit sammelt <strong>IAV</strong> am Standort Gifhorn mit<br />

einem Prototypen Erfahrungen. Demnächst<br />

kommt ein zweiter Testcontainer mit einer innovativen<br />

Batterietechnik hinzu. Mit diesen<br />

beiden Energiecontainern wird das Thema<br />

Smart-Grid weiter erforscht. Weitere Erprobungen<br />

sind in diesem Jahr auch im Ausland<br />

vorgesehen: In Brasilien und Russland soll<br />

das System unter extremen klimatischen<br />

Bedingungen erprobt werden.<br />

Produziert, vertrieben und vermarktet soll der<br />

Energiecontainer von einer externen Firma<br />

werden. Das Entwicklungs-Know-how kommt<br />

jedoch von <strong>IAV</strong>. „Mittlerweile nutzen wir unser<br />

enormes Spezialwissen, das wir im Automotive-Engineering<br />

haben, auch für<br />

den Non-Automotive-Bereich. <strong>IAV</strong> hat als<br />

einziger Entwickler von Energiecontainern<br />

die Kompetenz für das Gesamtsystem“,<br />

erklärt Blumenröder.<br />

Auch sonst forscht <strong>IAV</strong> an weiteren Innovationen<br />

im Bereich der dezentralen Energieversorgung:<br />

Die Kleinwindkraftanlage ist<br />

derzeit noch ein Zukaufsteil. Die Eigenentwicklung<br />

einer robusten und wirkungsgradoptimierten<br />

Kleinwindkraftanlage<br />

ist jedoch schon geplant. Auch bei<br />

der Steuerungs- und Regelungstechnik<br />

von Energieanlagen will <strong>IAV</strong><br />

in Zukunft tätig sein. Die Kompetenz<br />

zum Thema dezentrale Energieversorgung<br />

zeigt <strong>IAV</strong> in diesem Jahr<br />

auch der breiten Masse – mit einem<br />

Stand auf der Hannover Messe.<br />

Kontakt:<br />

robert.frase@iav.de<br />

nils.falke@iav.de<br />

Fotovoltaischer Generator:<br />

• Polykristallines Silizium<br />

• 230 V Wechselrichter<br />

• 4,3 kWp<br />

• 29,7 m² Moduloberfläche<br />

Kleinwindkraftanlage:<br />

• Luvläufer<br />

• 3-Blatt-Rotor, horizontale Achse<br />

• 5,5 kW<br />

• 5,1 m Rotordurchmesser<br />

• 23,4 m Nabenhöhe<br />

• Mehrfachinstallationen möglich<br />

Batteriespeicher:<br />

• 48V-OPzS-Bleibatterie<br />

• Langlebige Industriezellen<br />

• 135 kWh Nennkapazität


30 Impulse | <strong>automotion</strong><br />

„Die Fragen für die Grundlagenforschung<br />

gehen uns nicht aus“<br />

Aufladesysteme sind einer der Schlüssel für die effizienten und<br />

sauberen Motoren der Zukunft<br />

Marc Sens (<strong>IAV</strong>) und Prof. Dr. Roland Baar (TU Berlin)<br />

Wie sehen die Aufladesysteme<br />

der Zukunft aus und woran arbeiten<br />

Forschung und Industrie<br />

derzeit? Darüber sprechen Prof. Dr. Roland<br />

Baar vom Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen<br />

der TU Berlin und Marc Sens,<br />

Abteilungsleiter Vorentwicklung Thermodynamik/Aufladung<br />

bei <strong>IAV</strong>, im <strong>automotion</strong>-<br />

Interview.<br />

Sie beschäftigen sich beide intensiv mit<br />

der Aufladung. Warum ist das Thema heute<br />

so wichtig?<br />

Sens: Weil die Aufladung einer der Schlüssel<br />

für die Motoren der Zukunft ist. Nur mithilfe moderner<br />

Aufladesysteme können sie die künftigen<br />

CO 2 - und Emissionsziele überhaupt erreichen.<br />

Diese gelten für beide Verbrennungskonzepte,<br />

Otto und Diesel. Die Dieselmotoren<br />

haben den Anfang gemacht, jetzt<br />

spielt die Aufladung auch für Ottomotoren eine<br />

zunehmend wichtige Rolle. Allerdings ergeben<br />

sich bei den Ottomotoren Herausforderungen,<br />

welche es erschweren, das volle Potenzial zu<br />

erzielen, zum Beispiel durch die Klopfempfindlichkeit<br />

des Kraftstoffs.<br />

Baar: Hinzu kommt, dass gerade der Ottomotor<br />

hohe Anforderungen an die Regelung<br />

stellt, weil die Fahrer das Turboloch bei niedrigen<br />

Drehzahlen nicht akzeptieren. Eine weitere<br />

Herausforderung beim Ottomotor sind die<br />

im Vergleich zum Diesel um etwa 200 Kelvin<br />

höheren Abgastemperaturen, die den Turbolader<br />

stärker belasten. Und wir dürfen noch etwas<br />

nicht vergessen: Der Turbolader ist ja nicht<br />

nur dafür zuständig, den Ladedruck zu erhöhen<br />

– er spielt auch bei der Emissionsminderung<br />

und beim Thermomanagement eine<br />

zentrale Rolle. Das gilt insbesondere auch


<strong>automotion</strong> | | Impulse 31<br />

für Dieselmotoren, bei denen trotz langer Serienerfahrung<br />

noch viele Innovationen notwendig<br />

sind.<br />

An welchen Themen wird gerade besonders<br />

intensiv gearbeitet?<br />

Baar: Obwohl der Turbolader schon seit über<br />

100 Jahren bekannt ist, müssen wir ihn noch<br />

deutlich weiterentwickeln. Dabei stehen die Regelung,<br />

das Ansprechverhalten und die Haltbarkeit<br />

im Fokus. Weiterhin spielen auch neue<br />

leichte Werkstoffe wie Titanaluminide für die<br />

Turbine eine wichtige Rolle. Eine weitere Steigerung<br />

der Effizienz versprechen neue Lagerungen<br />

– etwa Wälzlager statt der heute üblichen<br />

Gleitlager. Übrigens ein gutes Beispiel:<br />

Wälzlager sind ja nun in der Technik wirklich<br />

nicht neu, aber in der Anwendung bei Turboladern<br />

sind viele Fragen völlig ungeklärt.<br />

Sens: Für die Serienentwicklung wünschen wir<br />

uns Turbolader mit einer möglichst großen<br />

Durchsatzspreizung: Sie sollen ein gutes Ansprechverhalten<br />

im niedrigen Drehzahlbereich<br />

mit einem hohen Luftmassenstrom im<br />

hohen Drehzahlbereich verbinden. Hierzu hat<br />

<strong>IAV</strong> im Bereich der Vorentwicklung einen Vorleitapparat<br />

für Radialverdichter entwickelt,<br />

welcher eine deutliche Verbreiterung des<br />

Kennfelds ermöglicht. Wir nennen das System<br />

„Variable Trim Compressor“ (VTC). Mit dieser<br />

vergrößerten Durchsatzspreizung können<br />

dann weitere verbrauchs- oder emissionsrelevante<br />

Maßnahmen, wie zum Beispiel die<br />

Abgasrückführung oder angepasste Ventilsteuerstrategien,<br />

umgesetzt werden. Außerdem<br />

arbeiten wir daran, die Wärmeverluste im<br />

Abgassystem, verstärkt durch die thermische<br />

Masse der Turboladerturbine, durch intelligente<br />

Aufladesystemkonzepte, wie beispielsweise<br />

mehrstufige oder parallele Konzepte,<br />

oder Regelungsstrategien zu verringern.<br />

Dies ist unbedingt erforderlich, da sonst die<br />

notwendigen Konvertierungsraten des Abgasnachbehandlungssystems<br />

nicht erreicht<br />

werden können – was wir wegen der strengen<br />

gesetzlichen Normen aber unbedingt erreichen<br />

müssen.<br />

Baar: Für die Forschung ist neben der Technologie<br />

auch die Entwicklung von Methoden<br />

bedeutend. So ist es auch wichtig, dass wir alle<br />

Teile des Verbrennungsmotors und ihr Zusammenspiel<br />

besser modellieren können.<br />

Einzelne Komponenten sind bereits gut verstanden,<br />

aber das Gesamtsystem aus Verbrennungsmotor<br />

und Aufladung lässt sich<br />

heute noch nicht mit ausreichender Genauigkeit<br />

simulieren. Die bestehenden empirischen<br />

Modelle müssen besser abgestimmt<br />

werden, was die Forschung noch viele Jahre<br />

beschäftigen wird.<br />

Wie arbeiten <strong>IAV</strong> und die TU Berlin im<br />

Bereich der Aufladung zusammen?<br />

Sens: Neben gemeinsamen Aktivitäten im<br />

Rahmen von direkten Projekten oder Abschlussarbeiten<br />

arbeiten wir auch in der öffentlichen<br />

Forschung zusammen. <strong>IAV</strong> bringt<br />

vielfältig Themen in die FVV ein, die von Interesse<br />

für die gesamte Automobilindustrie<br />

sind. Derzeit bearbeitet beispielsweise die<br />

TU Berlin für die FVV das Projekt „Pulsierende<br />

Turbinenbeaufschlagung“, dessen Ziel es<br />

ist, zu ermitteln, welchen Einfluss der Ladungswechsel<br />

auf den Turbolader hat. Heute<br />

werden die Turboladerkennfelder auf dem<br />

Prüfstand bei konstantem Druck, konstanter<br />

Temperatur und konstanter Strömungsgeschwindigkeit<br />

gemessen, was nicht die Realität<br />

darstellt. In diesem Projekt erarbeitet die<br />

TU Berlin das Turbinenverhalten bei pulsierender<br />

Anströmung mit allen daraus resultierenden<br />

Einflüssen. Geführt wird das Projekt<br />

durch einen vom FVV-Arbeitskreis gewählten<br />

Obmann, in diesem Fall ist das ein <strong>IAV</strong>-Ingenieur.<br />

Baar: Die Zusammenarbeit von Industrie und<br />

Hochschule ist in unserer Branche komplex<br />

und daher idealerweise verzahnt. Wir profitieren<br />

voneinander. Einerseits sind viele meiner<br />

Studenten als Praktikanten, Diplomanden<br />

oder Doktoranden bei <strong>IAV</strong> beschäftigt. Außerdem<br />

unterstützen uns die <strong>IAV</strong>-Kollegen<br />

auch bei der Lehre: Sie halten im Rahmen meiner<br />

Vorlesungen immer wieder Vorträge über<br />

aktuelle Themen – so lernen die Studenten die<br />

Entwicklungen in der Industrie frühzeitig kennen.<br />

Andererseits ist der Zugang zu wissenschaftlich<br />

orientierten Hochschulen für <strong>IAV</strong><br />

nützlich, natürlich kann <strong>IAV</strong> auch Kontakte zu<br />

potenziellen neuen Mitarbeitern knüpfen.<br />

Auch bei der internationalen Tagung<br />

„Motorische Prozesse“ im Juni wird die<br />

Aufladung eine wichtige Rolle spielen ...<br />

Sens: Ja, denn neben der Verbrennung ist einer<br />

der Schwerpunkte der Veranstaltung der<br />

Ladungswechsel, den die Aufladung ja entscheidend<br />

beeinflusst. In diesem Zusammenhang<br />

wollen wir auf der Tagung vor allem<br />

über neue Verfahrensansätze sowie Erkenntnisse<br />

auf den Gebieten Simulation und Modellierung<br />

sprechen.<br />

Baar: Das Programm wird vielfältig, es sind derzeit<br />

insgesamt 25 Vorträge geplant. Am Ende<br />

wird die Tagung einen Beitrag leiten, die Technologie<br />

aufgeladener Verbrennungsmotoren<br />

weiter für eine erfolgreiche Zukunft voranzutreiben.<br />

Wird die Aufladung auch noch in 20 Jahren<br />

ein Thema sein?<br />

Sens: Ganz bestimmt. Einerseits wird das<br />

Downsizing weitere Potenziale erschließen –<br />

bis es an Grenzen stößt. Da diese aber noch<br />

nicht erreicht sind, wird die Aufladung in immer<br />

komplexeren Systemen eine dominierende<br />

Rolle behalten und diese sogar ausbauen. Andererseits<br />

lassen sich viele vielversprechende<br />

Verbrauchskonzepte nur mit einer Dichteerhöhung<br />

der Frischluft darstellen, wie zum<br />

Beispiel der Magerbetrieb, die extensive Ausweitung<br />

der Abgasrückführung oder die Nutzung<br />

von Steuerzeitenstrategien wie beispielsweise<br />

der Miller- und Atkinson-Zyklus.<br />

Schließlich wird die Aufladung im Zuge der weiteren<br />

Elektrifizierung in Form von elektrischen<br />

Verdichtern oder elektrisch unterstützten Turboladern<br />

noch mehr Anwendung finden.<br />

Baar: Betrachten wir einmal das Beispiel von<br />

Zweizylindermotoren: Sie wären eine tolle Lösung,<br />

weil sie viel weniger Reibung als Vierzylinder<br />

haben. Für sie brauchen wir aber<br />

neue, kleinere Turbolader, die unter ganz eigenen<br />

gasdynamischen Betriebsbedingungen<br />

laufen. Spannend sind auch Konzepte wie<br />

der I2+2-Motor von <strong>IAV</strong>, der entweder im<br />

Zwei- oder Vierzylinderbetrieb arbeiten kann<br />

und für den wir wiederum ein anderes Aufladesystem<br />

benötigen. Die Fragen für die Grundlagenforschung<br />

werden uns in den kommenden<br />

Jahrzehnten also nicht ausgehen – zumal<br />

der Verbrennungsmotor auch in 100 Jahren<br />

noch das dominierende Antriebskonzept sein<br />

wird.<br />

Vielen Dank für das Gespräch!


32 Trends | <strong>automotion</strong><br />

2020 neu gedacht<br />

China könnte zum ersten Massenmarkt für E-Autos werden<br />

Gleichzeitig gibt es in diesen Millionenstädten<br />

eine schnell wachsende Bevölkerungsschicht,<br />

die den Wunsch nach individueller Mobilität<br />

hat und über ein ausreichendes Einkommen<br />

für den Kauf von Rollern und einfachen Autos<br />

verfügt. „Günstige Elektrofahrzeuge für den urbanen<br />

Verkehr haben in China darum eine gute<br />

Chance“, glaubt Markus Zahn, Senior Consultant<br />

bei C4D. „Noch gibt es aber keine attraktiven<br />

Produkte zu einem guten Preis-<br />

Leistungs-Verhältnis.“<br />

Allianz für innovative neue<br />

Fahrzeuge<br />

Die Erwartungen an Elektrofahrzeuge<br />

haben sich nicht erfüllt: Die<br />

Verkaufszahlen stagnieren und<br />

das Ziel von einer Million E-Autos bis 2020<br />

scheint nicht erreichbar. Die Berater von<br />

Consulting4Drive plädieren darum für eine<br />

Refokussierung des bisherigen Ansatzes:<br />

Chinesische Hersteller sollten – unterstützt<br />

durch ihre westlichen Joint-Venture-<br />

Partner – zunächst auf den asiatischen<br />

Märkten Elektrofahrzeuge in den Ballungsgebieten<br />

etablieren, wo emissionsfreie<br />

Mobilität ein dringend benötigtes<br />

Wertversprechen ist.<br />

Im Moment sind nur wenige Kunden in Europa<br />

und den USA bereit, ein Elektrofahrzeug zu<br />

kaufen: Lediglich 5.000 Autos mit elektrischem<br />

Antrieb sind in Deutschland zugelassen,<br />

von denen die meisten zu Firmenflotten<br />

gehören oder als Vorführwagen unterwegs<br />

sind. Erfolge in bescheidenem Umfang können<br />

lediglich Hybridfahrzeuge verbuchen.<br />

So wurden 2<strong>01</strong>2 in den USA ca. 16.000<br />

Chevrolet Volt und ca. 34.000 Toyota Camry<br />

Hybrid neu zugelassen. In dieser schwierigen<br />

Situation hat der chinesische Markt das vielversprechendste<br />

Potenzial für reine Elektrofahrzeuge<br />

– davon würden auch die Märkte in<br />

Europa und den USA profitieren.<br />

In China sind bereits heute 60 Millionen Elektroroller<br />

auf den Straßen unterwegs und<br />

jedes Jahr werden 20 Millionen produziert.<br />

„Die Kunden stehen der neuen Technologie<br />

aufgeschlossen gegenüber“, sagt Sebastian<br />

Wruck, Consultant bei der <strong>IAV</strong>-Tochter Consulting4Drive<br />

(C4D). Hinzu kommt der globale<br />

Megatrend Urbanisierung, der vor allem in<br />

Asien zu beobachten ist: Dort entstehen die<br />

meisten „Megacitys“, die auf umweltfreundliche<br />

Technologien angewiesen sind, um Probleme<br />

mit Luftverschmutzung und Lärm zu<br />

vermeiden. Regierungsseitig wird dies durch<br />

strikte CO 2 -Vorgaben unterstützt.<br />

Um sie zu entwickeln, können sich nach Meinung<br />

der C4D-Berater die Automobilhersteller<br />

mit einem IT-Unternehmen zusammentun:<br />

Der westliche Partner würde in eine solche Allianz<br />

seine Engineeringkompetenz einbringen,<br />

während der chinesische Partner sein Verständnis<br />

des Marktes und seine Infrastruktur<br />

beisteuern würde. Der IT-Hersteller könnte das<br />

Trio mit seinem Gespür für attraktive Consumer-Produkte,<br />

die drahtlose Vernetzung mit<br />

der Umwelt und seiner Innovationsfähigkeit<br />

(zum Beispiel auf dem Gebiet der vernetzten<br />

Fahrzeuge) komplettieren. Unter welcher Marke<br />

die Autos vermarktet werden, wäre von Fall<br />

zu Fall zu entscheiden: Am erfolgversprechendsten<br />

scheint es, hierfür eine neue Marke<br />

oder zumindest Submarke des chinesischen<br />

Partners zu etablieren.<br />

Wie bei den Smartphones sehen die C4D-Experten<br />

auch bei den Elektrofahrzeugen einen<br />

Markt für Apps von Drittanbietern, die die Autos<br />

künftig um neue Features ergänzen und individualisieren.<br />

Darüber müssen die OEMs aus<br />

ihrer Sicht ebenso die Kontrolle behalten,<br />

wie es Apple bei seinem iPhone gelungen ist.<br />

Wenn die Automobilhersteller diese Strategie<br />

konsequent verfolgen, können sie auf dem<br />

„Testmarkt China“ innovative Konzepte erproben<br />

– und das gewonnene Know-how dafür<br />

nutzen, Elektrofahrzeuge später auch in<br />

Europa und den USA zu einem Erfolg zu machen.<br />

Kontakt:<br />

m.zahn@consulting4drive.com<br />

s.wruck@consulting4drive.com


<strong>automotion</strong> | Trends 33<br />

C4D setzt neue Akzente<br />

Powertrain und Weltmarkt künftig stärker im Blick – Matthias Kratzsch wird neuer<br />

Geschäftsführer<br />

Die <strong>IAV</strong>-Beratungstochter Consulting4Drive<br />

(C4D) entwickelt sich weiter:<br />

Ein neuer Gesellschafterbeirat<br />

sowie ein Beratungsgremium aus prominenten<br />

Industrieexperten werden den Consultants<br />

künftig wertvolle Impulse geben. Der neue<br />

C4D-Geschäftsführer Matthias Kratzsch bringt<br />

zudem seine internationalen Erfahrungen im<br />

Bereich Powertrain ein.<br />

„Wir sind in den letzten fünf Jahren schneller gewachsen<br />

als unsere Wettbewerber“, sagt C4D-<br />

Geschäftsführer Harald Grübel. „Dieses hohe<br />

Tempo wollen wir auch weiterhin halten – das<br />

schaffen wir aber nur, wenn wir uns ständig verändern<br />

und immer besser werden.“ Einen wesentlichen<br />

Beitrag dazu sollen künftig Impulse<br />

von außen geben: Der „Executive Industry Advisory<br />

Board“ aus hochkarätigen deutschen und<br />

internationalen Topentscheidern wird ab April<br />

zweimal pro Jahr zusammenkommen und die<br />

C4D-Berater bei ihrer Arbeit unterstützen.<br />

Matthias Kratzsch, Fachbereichsleiter Ottomotoren<br />

bei <strong>IAV</strong>, ist ab März neuer Geschäftsführer<br />

an der Seite von Harald Grübel.<br />

„Wir wollen uns bei C4D in Zukunft noch<br />

stärker auf die Herausforderungen und Veränderungen<br />

unserer Kunden im Powertrain-<br />

Markt konzentrieren“, so Kratzsch, der seine<br />

internationalen Erfahrungen in die neue Tätigkeit<br />

einbringen will. „Wegen der strengen<br />

Regulierung sind die Ansprüche hier ausgesprochen<br />

hoch und die Entwicklungsprojekte<br />

besonders komplex – man denke nur an<br />

neue Normen wie Euro VI, Real Driving Emissions<br />

oder die deutliche Reduzierung des<br />

CO 2 -Ausstoßes.“ Hier können die Berater<br />

von C4D einen großen Mehrwert bieten: Sie<br />

kennen über <strong>IAV</strong> nicht nur die technischen<br />

Möglichkeiten, sondern auch die globalen<br />

Märkte und regionalen Anforderungen – so<br />

können sie ihren Kunden beispielsweise eine<br />

Modellpolitik empfehlen, mit der sie die CO 2 -<br />

Flottengrenzwerte sicher einhalten.<br />

Die Weiterentwicklung des Unternehmens soll<br />

auch die Grundlage für weiteres Wachstum<br />

schaffen: „Wir wollen die Zahl der Mitarbeiter<br />

deutlich erhöhen“, erklärt Grübel. „Mein Ziel ist<br />

signifikantes und qualitativ hochwertiges<br />

Wachstum, vorrangig im Innovations- und<br />

Technologieumfeld.“<br />

Kontakt:<br />

h.gruebel@consulting4drive.com<br />

matthias.kratzsch@iav.de<br />

Der neue Gesellschafterbeirat von C4D besteht<br />

aus <strong>IAV</strong>-Experten und trifft sich ebenfalls<br />

zweimal pro Jahr. Er wird die erfolgreiche<br />

Verzahnung mit der Muttergesellschaft <strong>IAV</strong><br />

konsequent ausbauen. An seiner Spitze steht<br />

Wolfgang Reimann, der bisher neben Harald<br />

Grübel als Geschäftsführer von C4D tätig war.<br />

Schwerpunkt im Bereich Powertrain<br />

Die neue C4D-Geschäftsführung:<br />

Matthias Kratzsch und Harald Grübel (v. l.)


34 Über <strong>IAV</strong> | <strong>automotion</strong><br />

<strong>IAV</strong> India baut<br />

Aktivitäten aus<br />

Große Nachfrage nach deutschem Know-how<br />

Vor acht Jahren hat <strong>IAV</strong> das erste Projekt<br />

in Indien übernommen. Seitdem<br />

hat sich die indische Tochtergesellschaft<br />

<strong>IAV</strong> India fest etabliert: Vor allem indische<br />

Unternehmen sowie die Niederlassungen internationaler<br />

OEMs und Zulieferer gehören<br />

zu den Kunden.<br />

Zu den Schwerpunkten der indischen <strong>IAV</strong>-Ingenieure<br />

gehört die Konstruktion von Interieurund<br />

Exterieurkomponenten. „Hier können wir lokale<br />

Hersteller dabei unterstützen, die Qualität<br />

ihrer Produkte zu verbessern“, sagt Thomas<br />

Hasler, Geschäftsführer von <strong>IAV</strong> India. Der Marktanteil<br />

deutscher Hersteller mit lokaler Produktion<br />

auf dem indischen Automobilmarkt wächst,<br />

gleichzeitig drängen indische Hersteller immer<br />

mehr in den Weltmarkt vor. Die Produktion der<br />

einheimischen Hersteller liegt bei mehr als<br />

2,5 Millionen Fahrzeuge pro Jahr.<br />

Auch im Bereich Powertrain-Entwicklung ist<br />

<strong>IAV</strong> India sehr aktiv – hier stehen vor allem<br />

der Basismotor, die Applikation und die<br />

On-Board-Diagnose (OBD) im Mittelpunkt.<br />

„Im Moment gibt es viele Anfragen in Richtung<br />

Applikation, wobei vor allem der<br />

Kraftstoffverbrauch und die Abgasnachbehandlung<br />

für unsere Kunden interessant<br />

sind“, berichtet Hasler. „Grund<br />

dafür sind neue Gesetze, die in den<br />

kommenden Jahren die Abgasnormen<br />

Euro V und Euro VI auch in Indien vorschreiben<br />

werden.“ Künftig will sich das<br />

Team in Pune auch noch stärker im Bereich<br />

der Nutzfahrzeugapplikation engagieren.<br />

Deutsch-indischer „Jobsplit“<br />

Neben der Lokalisierung und der Qualitätssicherung<br />

sowie dem Test von Produkten unter<br />

den harten Bedingungen in Indien spielen auch<br />

Softwareentwicklung und -test für Steuergeräte<br />

eine große Rolle. Hier zeigt sich einer der Vorteile<br />

der <strong>IAV</strong>-Niederlassung in Asien: Deutschindische<br />

Teams können manche Themen im<br />

„Jobsplit“ über Tausende von Kilometern hinweg<br />

gemeinsam bearbeiten.<br />

Aufgrund des zunehmenden Entwicklungsbedarfs<br />

steigt in Indien auch die Nachfrage nach<br />

Motorprüfständen. Insbesondere gut ausgestattete<br />

Prüfstände für instationäre Testzyklen<br />

sind Mangelware. <strong>IAV</strong> wird künftig diesen Bedarf<br />

berücksichtigen, um mehr Versuchsumfänge vor<br />

Ort in Indien durchführen zu können. Dass die<br />

Nachfrage nach solchen Leistungen vorhanden<br />

ist, hat der Auftritt von <strong>IAV</strong> auf dem Fachkongress<br />

SIAT im Januar diesen Jahres in Pune<br />

gezeigt.: „Wir hatten sehr viele hochkarätige Besucher<br />

von OEMs und Zulieferern“, berichtet<br />

Hasler. „Neben der Qualitätssteigerung und der<br />

Motorenentwicklung waren auch Hybrid- und<br />

Elektrofahrzeuge ein wichtiges Thema bei unseren<br />

Gesprächen.“<br />

Importfahrzeuge setzen einheimische<br />

Hersteller unter Druck<br />

„In den letzten Jahren sind die Qualitäts- und<br />

Sicherheitsansprüche der Kunden stark<br />

gestiegen, was nicht zuletzt an den vielen<br />

importierten Fahrzeugen liegen dürfte“,<br />

sagt Hasler. Daher will <strong>IAV</strong> seinen Kunden<br />

auch Crashtests anbieten, die auf der <strong>IAV</strong>eigenen<br />

Anlage in Gifhorn durchgeführt<br />

werden können. „Der indische<br />

Automobilmarkt ist stark in Bewegung<br />

– die indi schen Hersteller müssen<br />

auf die neuen Anforderungen reagieren.“<br />

Dabei will <strong>IAV</strong> India sie auch mit<br />

Consultingleistungen unterstützen.<br />

Kontakt:<br />

thomas.hasler@iav.de


Von Einspritzung<br />

bis Elektromobilität<br />

Wir entwickeln, was bewegt<br />

CO 2 -Ziele zuverlässig und pünktlich zur Serienreife bringen. Bereits in den 80er- Jahren haben wir 2-Liter-<br />

Autos, Elektroantriebe und hybride Nutzfahrzeuge entwickelt. Heute arbeiten wir daran, die vielfältigen<br />

Ziele und Vorgaben für die Mobilität von morgen zu erfüllen. Als einer der führenden Entwicklungspartner der<br />

Automobilindustrie bietet <strong>IAV</strong> 30 Jahre Erfahrung und ein unübertroffenes Kompetenzspektrum. Mit Leidenschaft<br />

und der Kompetenz für das ganze Fahrzeug realisieren wir Lösungen in technischer Perfektion.<br />

Weltweit unterstützen wir Hersteller und Zulieferer mit mehr als 5.000 Mitarbeitern und einer erstklassigen<br />

Ausstattung bei der Realisierung ihrer Projekte – von Motoren und Batteriesystemen bis Leistungselektronik<br />

und Energiemanagement: Ihre Ziele sind unser Auftrag.<br />

Mehr dazu und zu unserer einzigartigen Kompetenzbreite erfahren Sie auf www.iav.com<br />

2<strong>01</strong>3 | 30 Jahre <strong>IAV</strong>


36 Über <strong>IAV</strong> | <strong>automotion</strong><br />

iav.com ist mobil<br />

Neues Smartphone-Angebot reagiert auf geänderte Nutzergewohnheiten<br />

Seit Oktober ist eine Mobilversion<br />

unserer Internetpräsenz verfügbar:<br />

Unter m.iav.com finden Nutzer von<br />

Smartphones die wichtigsten Informationen<br />

über <strong>IAV</strong> sowie den kompletten Stellenmarkt<br />

auf einer für mobile Endgeräte optimierten<br />

Website. Jeder Handynutzer, der www.iav.com<br />

ansteuert, wird automatisch auf die Mobilversion<br />

umgeleitet.<br />

Wie die Nutzerzahlen unseres Internetauftritts<br />

zeigen, werden die Webseiten verstärkt<br />

via Smartphone aufgerufen. „Deren kleine<br />

Bildschirme können die Informationen aber oft<br />

nicht vernünftig darstellen“, sagt Azad Moorad,<br />

im Marketing zuständig für den <strong>IAV</strong>-Internetauftritt.<br />

„Darum haben wir diese Lücke in unserem<br />

Online-Portfolio geschlossen und eine<br />

spezielle Mobilversion ins Netz gestellt.“<br />

Die Besucher erfahren dort auf rund 60 neu gestalteten<br />

Seiten immer noch alles Wesentliche<br />

über <strong>IAV</strong> – allerdings geht das Angebot nicht so<br />

sehr in die Tiefe wie der „klassische“ Webauftritt.<br />

Wer dennoch mehr erfahren möchte,<br />

kann auf seinem Touchscreen den Button „Ich<br />

will zur Desktop-Version wechseln“ drücken.<br />

Kontakt: azad.moorad@iav.de


Unser Leistungsspektrum<br />

Ja, ich wünsche mir einen Ansprechpartner zu den von mir angekreuzten Themen!<br />

Name, Vorname:<br />

Firma:<br />

Mein Thema ist nicht dabei, ich interessiere mich für:<br />

E-Mail:<br />

Telefon:<br />

Antriebselektronik<br />

Systemarchitektur<br />

Steuergerätehardware<br />

Sensorik und Aktuatorik<br />

Funktions- und Softwareentwicklung<br />

OBD-Entwicklung<br />

Bedatung Antriebsstrang-Steuergeräte<br />

Serienbetreuung<br />

E-Antriebsmanagement<br />

Antriebsstrangkonzepte und<br />

-integration<br />

Antriebsstrangkonzepte<br />

Produktdaten-Management<br />

Antriebsstrangintegration<br />

Energiemanagement<br />

Thermomanagement<br />

Prototypenbau<br />

NVH-Antriebsstrang<br />

Cockpit<br />

Cockpitkonzepte<br />

Bedienkonzepte<br />

Instrumententafel<br />

Cockpitelektronik<br />

E-Traktion<br />

Leistungsbatterie<br />

E-Antrieb<br />

Auslegung des elektrischen<br />

• Antriebsstrangs<br />

HV-Energiemanagement<br />

Projekte und E-Flottenbetrieb<br />

Exterieur<br />

Frontend- und Heckendsysteme<br />

Anbauteile und Verglasung<br />

Karosseriestruktur – Türen, Klappen<br />

und Deckel<br />

Fahrwerk<br />

Achssysteme<br />

Lenksysteme und Lenkkraftunterstützung<br />

Bremsen und Schlupfregelsysteme<br />

Räder und Reifen<br />

Tanksysteme<br />

Fahrwerk-Regelsysteme<br />

Versuch und Applikation<br />

Fahrzeugelektronik<br />

Auslegung und Integration Antennen<br />

Bordnetz<br />

Karosserieelektrik/-elektronik<br />

Sicherheitselektronik<br />

Integrale Sicherheit<br />

Licht und Sicht<br />

Kleinserienfahrzeuge<br />

Elektromagnetische Verträglichkeit<br />

Hard- und Softwareentwicklung<br />

Fahrzeugsicherheit<br />

Insassenschutz, Partnerschutz,<br />

Rückhaltesysteme<br />

Sicherheitselektronik<br />

Crashversuch Gesamtfahrzeug<br />

Gasfahrzeuge<br />

Aufbau von Gasfahrzeugen<br />

(Erdgas/Flüssiggas)<br />

Getriebe<br />

Konzeptentwicklung<br />

Konstruktion<br />

Berechnung und Simulation<br />

Funktions- und Softwareentwicklung<br />

Mechanikversuch und Softwaretest<br />

Geometrische Integration des<br />

Getriebes<br />

Applikation der Getriebesteuerung<br />

Doppelkupplungsgetriebe<br />

Automatikgetriebe<br />

Hybridsysteme<br />

Stufenlose Getriebe<br />

Hybrid<br />

Komponenten<br />

Integration<br />

Energiemanagement<br />

Integrale Fahrzeug funktionen<br />

Fahrzeugkonzepte<br />

Energiemanagement<br />

Klimatisierung<br />

Fahrerassistenzsysteme<br />

Integration E/E-Architektur<br />

Funktionale Sicherheit<br />

Thermomanagement<br />

Sonderfahrzeuge<br />

NVH-Fahrzeug<br />

Gesamtfahrzeugvalidierung<br />

Interieur<br />

Sitzsysteme<br />

Cockpit<br />

Interieur/Details<br />

Audio und Sprache<br />

Dämmung<br />

Methoden und Tools<br />

Projektmanagement-Office<br />

Qualitätsmanagement<br />

Prüfeinrichtungen<br />

Produkte<br />

Entwicklungsmethoden<br />

Mobility<br />

Turnkey-Telematiklösungen<br />

Flottenbetreuung<br />

Mobile Applications<br />

Mobilitätskonzepte<br />

Car2X<br />

Powertrain Heavy Duty<br />

Thermodynamik und Brennverfahren<br />

Funktionen für das Motormanagement<br />

Motormechanik und Berechnung<br />

Kalibrierung und Diagnose<br />

Abgasnachbehandlung<br />

Gesamtsystembetrachtung und<br />

Energiemanagement<br />

Hybride<br />

Fahrzeug- und Maschinensystem<br />

Product-Life-Cycle<br />

Aftersales<br />

Qualitätssicherung<br />

Verbrennungsmotor<br />

Entwicklung von Otto-, Diesel- und<br />

Gasmotoren<br />

Brennverfahrenentwicklung und<br />

• -optimierung<br />

Thermodynamik<br />

Abgasnachbehandlung<br />

Ladungswechsel<br />

Einspritzsysteme<br />

Kraftstoffversorgungssysteme<br />

Software und Bedatung<br />

Bitte<br />

Bitte<br />

senden<br />

senden<br />

Sie<br />

Sie<br />

die<br />

die<br />

Seite<br />

Seite<br />

per<br />

per<br />

FAX<br />

FAX<br />

an:<br />

an:<br />

+49<br />

+49<br />

30<br />

30<br />

39978-9444<br />

39978-9444<br />

oder<br />

oder<br />

in<br />

in<br />

digitaler<br />

digitaler<br />

Form<br />

Form<br />

an<br />

an:<br />

contact@iav.com<br />

contact@iav.com


38 Messe | <strong>automotion</strong><br />

<strong>IAV</strong>-Termine:<br />

Hier treffen Sie uns!<br />

April<br />

03.-04. April 2<strong>01</strong>3<br />

SIA – Automotive Power Electronics<br />

Paris, Frankreich<br />

08.-12. April 2<strong>01</strong>3<br />

Hannover Messe 2<strong>01</strong>3<br />

Hannover<br />

09.-11. April 2<strong>01</strong>3<br />

16 th Russian Automotive Forum<br />

Moskau, Russland<br />

16.-18. April 2<strong>01</strong>3<br />

SAE World Congress<br />

Detroit, USA<br />

19.-21. April 2<strong>01</strong>3<br />

TM Symposium China<br />

Suzhou, China<br />

25.-26. April 2<strong>01</strong>3<br />

34. Internationales Wiener<br />

Motorensymposium<br />

Wien, Österreich<br />

ATZ 4-2<strong>01</strong>3<br />

„Grenzen der aktiven Sicherheit“<br />

benedikt.schonlau@iav.de<br />

MTZ 4-2<strong>01</strong>3<br />

„Variabler Ventiltrieb – aktives Abgastemperaturmanagement<br />

am Dieselmotor“<br />

matthias.diezemann@iav.de<br />

maximilian.brauer@iav.de<br />

christopher.severin@iav.de<br />

rene.pohlke@iav.de<br />

Mai<br />

13.-16. Mai 2<strong>01</strong>3<br />

CTI Innovative Automotive Trans -<br />

missions, Hybrid & Electric Drives<br />

North America<br />

Rochester, USA<br />

22.- 24. Mai 2<strong>01</strong>3<br />

JSAE Automotive Engineering<br />

Exposition<br />

Yokohama, Japan<br />

ATZextra AEP<br />

„Elektrokleinstfahrzeuge – eine neue<br />

Herausforderung an die Fahrzeug -<br />

sicherheit“<br />

Daimler, Autoliv, <strong>IAV</strong><br />

Juni<br />

06.- 07. Juni 2<strong>01</strong>3<br />

1. Internationale <strong>IAV</strong>-Tagung<br />

„Motorische Prozesse“<br />

Berlin<br />

13.-14. Juni 2<strong>01</strong>3<br />

chassis.tech plus – 4. Internationales<br />

Münchner Fahrwerk-Symposium<br />

München<br />

18.-19. Juni 2<strong>01</strong>3<br />

7. <strong>IAV</strong>-Tagung Design of Experiments<br />

(DoE)<br />

Berlin<br />

18.-19. Juni 2<strong>01</strong>3<br />

VDI – Getriebe in Fahrzeugen<br />

Friedrichshafen<br />

25.-26. Juni 2<strong>01</strong>3<br />

17. Fachkongress „Fortschritte in<br />

der Automobil-Elektronik“<br />

Ludwigsburg<br />

ATZ 6/2<strong>01</strong>3<br />

„Neue Ansätze zur energieeffizienten<br />

Klimatisierung im Innovationsträger<br />

Elektrofahrzeug – konkrete Potenziale<br />

des 2<strong>01</strong>1 vorgestellten System -<br />

an satzes“<br />

marc.priesel@iav.de<br />

claus.brinkkoetter@iav.de<br />

jan.ackermann@iav.de


Impressum<br />

<strong>IAV</strong>-Kundenmagazin <strong>automotion</strong><br />

<strong>IAV</strong> GmbH<br />

Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr<br />

Herausgeber<br />

<strong>IAV</strong> GmbH · Carnotstraße 1 · 10587 Berlin<br />

Tel. +49 30 39978-0<br />

www.iav.com · contact@iav.com<br />

Verantwortlich für den Inhalt<br />

Burkhard Heise (Marketingkommunikation)<br />

Redaktionsleitung<br />

Volker Schiffmann, Sandra Kaspar (Marketingkommunikation)<br />

Redaktion<br />

Utz-Jens Beister, Kurt Blumenröder, Gerhard Buschmann,<br />

Matthias Kratzsch, Dr. Gerhard Maas, Christian Müller-Bagehl,<br />

Wilfried Nietschke, Thomas Papenheim, Wolfgang Reimann,<br />

Diana Reuter, Ralf Richter, Thomas Rölle, Dr. Jörg Roß,<br />

Stefan Schmidt, Michael Schubert, Sven Siewert,<br />

Lutz Stiegler, Carsten von Essen, Prof. Dr. Bernd Wiedemann<br />

Mitarbeit<br />

Christian Buck<br />

Bildnachweise<br />

Christian Bierwagen<br />

Corbis<br />

Fotolia<br />

<strong>IAV</strong><br />

Istockphoto<br />

Max Lautenschläger<br />

Gestaltung<br />

ZITRUSBLAU GmbH Werbeagentur · www.zitrusblau.de<br />

Erscheinungsweise<br />

Viermal jährlich<br />

Alle Rechte vorbehalten


2<strong>01</strong>3 | 30 Jahre <strong>IAV</strong>

Hurra! Ihre Datei wurde hochgeladen und ist bereit für die Veröffentlichung.

Erfolgreich gespeichert!

Leider ist etwas schief gelaufen!