Forschungsbericht 2010 - Hochschule Ingolstadt

Kompetenzfeld
Fahrzeugmechatronik
Fahrzeugsicherheit und Telematik
für zukünftige energiesparende Fahrzeugkonzepte
Mit dem neuen Forschungsschwerpunkt „Fahrzeugsicherheit
und Telematik für zukünftige energiesparende
Fahrzeugkonzepte“ wird das Kompetenzfeld Fahrzeugmechatronik
thematisch um das Gebiet der Energieeffizienz
erweitert. Der Aufbau des Forschungsschwerpunkts
wird durch das vom Bayerischen Forschungsministerium
aufgelegte Programm zur Förderung des Technologietransfers
und der angewandten Forschung und Entwicklung
an Hochschulen für angewandte Wissenschaften
– (Fachhochschulen) Programmsäule Forschungsschwer-
punkte zum Ausbau von Forschungsstrukturen gefördert.
Der Bereich der Energieeffizienz bekommt durch
Kundenwünsche, gesetzliche Vorgaben, wie z. B. Flottenverbrauch
und CO 2 -Emissionen, immer größere Bedeutung.
Zudem beträgt das erwartete Marktvolumen für
Elektromobilität bis zum Jahr 2020 470 Mrd. Euro [1].
Bei der Realisierung dieser Anforderungen entstehen
zahlreiche Forschungsaufgaben im Bereich neuartiger
Antriebskonzepte. Die Anforderung höherer Energieeffizienz
bedingen jedoch zusätzlich umfangreiche Modifikationen
und Neukonzeptionen der restlichen Fahrzeugsysteme,
da die Energieeffizienz eines Fahrzeugs durch
alle seine Teilsysteme bestimmt wird. Durch die interdisziplinäre
Zusammenarbeit zwischen den beteiligten
Professoren können aktuelle Fragestellungen umfassend
untersucht werden.
Abbildung 1
Struktur des Kompetenzfeldes Fahrzeugmechatronik mit den
einzelnen Forschungsschwerpunkten
In dem neuen Forschungsschwerpunkt werden Fragestellungen
in den Bereichen Energiemanagement (Prof.
Göllinger), Thermomanagement (Prof. Soika), Bionischer
Leichtbau (Prof. Wellnitz), Aktive Sicherheit (Prof. Arnold)
und Testen Sicherheitskritischer Systeme (Prof. Arnold,
Prof. Facchi) untersucht (Abbildung 1).
enerGieMAnAGeMent
Prof. Harald Göllinger
Alternative Antriebe stellen neue Herausforderungen an
Energiespeicher, Energiewandlung und Energiemanagement
hinsichtlich der gespeicherten Energiemenge und
deren Verfügbarkeit dar. Einerseits bestehen Anforderungen
seitens des Anwenders an die Dynamik der Energiebereitstellung,
andererseits sind die Energiemengen der
Speicher begrenzt und unterschiedlich schnell abrufbar.
Ziel ist es, ein effizientes Energiemanagement für alternative
Antriebskonzepte zu entwickeln. Dieses soll verschiedene
Energieformen kontrollieren (chem., elektr.,
therm., mech. Energie). Es ergeben sich folgende Projektschwerpunkte:
Darstellung der Funktion eines Energiemanagements
für ein alternatives Antriebskonzept,
die Schätzung der jeweils benötigten Energiemengen
auf Basis von Sensorsignalen sowie die Erarbeitung von
Strategien für den effizienten Einsatz der im Fahrzeug
vorhandenen Energiemengen unter Berücksichtigung
von Informationen der Telematik.
bionischer leichtbAu
Prof. Jörg Wellnitz
In diesem Forschungsbereich wird der Aufbau einer interaktiven
Fahrzeugstruktur in Form des „mitdenkenden
Autos“ angestrebt. Dazu ist die Bestückung von Struktur-
komponenten mit Sensoren notwendig. Zielsetzung ist
es, die derzeit dauerfesten und mit sehr hohen Sicherheitsfaktoren
belegten Tragsysteme der Unterstruktur
einer Karosserie mit einer deutlichen Gewichtsreduktion
auszulegen. Durch die Aufzeichnung der Ermüdungsbelastung
und Schadensakkumulation im elastischen Bereich
während des Fahrzeugbetriebs wird eine deutlich
schlankere und trotzdem vollständig crashsichere Auslegung
der Strukturkomponenten ermöglicht.
Bordrechnersysteme können die Belastungen der Tragkomponenten
sensieren und so eine Aussage über die
Lebensdauer und Inspektionsintervalle machen. Diese
Bewertung der Strukturlebensdauer ermöglicht eine erhebliche
Gewichtsreduktion und damit eine maßgebliche
Reduktion des Kraftstoffverbrauchs von Fahrzeugen.
AKtiVe sicherheit
Prof. Armin Arnold
Fahrzeuge mit elektrifizierten Antrieben besitzen eine
andere Struktur, z. B. fehlt der vom Verbrennungsmotor