ZUKUNFT BEWEGEN– INNOVATIVE ANTRIEBSSYSTEME
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F R A U N H O F E R - I N S T I T U T F Ü R
V E R K E H R S - U N D I N F R A S T R U K T U R S Y S T E M E I V I
ZUKUNFT BEWEGEN –INNOVATIVE ANTRIEBSSYSTEME
S O E R R E I C H E N S I E U N S
Die ausführliche Anfahrtsbeschreibung finden Sie unter
www.ivi.fraunhofer.de
Für weitere Informationen stehen wir gern zur Verfügung.
Presse und Öffentlichkeitsarbeit
Elke Sähn
Telefon +49 351 4640-612 | [email protected]
Fraunhofer-Institut für
Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI
Institutsleiter: Prof. Dr. Matthias Klingner
Zeunerstraße 38 | 01069 Dresden
Telefon +49 351 4640-800 | www.ivi.fraunhofer.de
Gesam�ahrzeug
vehicleengine
gear box
VOITH DIWA
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pressure tank
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cooling circuit
fan pump
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generator
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Das Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI
betreibt einen Versuchsstand, in welchem Dieselmotoren, elektro-
chemische oder elektrostatische Speicher (Batterien, Kondensatoren)
geprüft und getestet werden. Die Prüfeinrichtungen können separat
oder im Verbund arbeiten. Hierdurch sind Untersuchungen hybrider
Antriebsstränge von Nutzfahrzeugen möglich.
Motorenprüfstand
Belastungsmaschine mit 300 kW Dauerleistung
(Vierquadranten-Betrieb)
Dauerdrehmoment 2000 Nm
max. Drehzahlgradient 10.000 U/min/s
Konditionier- und Messeinrichtung für Kraftstoffverbrauch
Messeinrichtung für Drehmoment, Drehzahl
Standardmessketten (Druck, Temperatur)
separate Messwerterfassung für 64 Kanäle
mit 100 kHz Abtastrate
Prüfstandautomatisierung
Teststand elektrische Speicher
konditionierter Prüfraum (20 – 60 °C)
regelbare elektronische Last bis 250 kW
(Zweiquadranten IGBT-Stromrichter)
Strom 0 – 400 A
Spannung 30 – 800 V
CAN-Schnittstelle
Für die fahrzeug- und wegseitige Energieübertragung und
Leistungsbereitstellung werden am Institut Konzepte entwickelt,
prototypisch umgesetzt und erprobt.
Zur Minimierung von Masse, Abmessungen sowie des Energiebe-
darfs und der Emissionen bei der fahrzeugseitigen Energiebereit-
stellung erfolgt die
Erstellung von Studien für kompakte Antriebssysteme, bestehend
aus Verbrennungsmotor, Generator und Leistungselektronik
sowie vollelektrischen Antriebssträngen im ÖPNV und
Entwicklung von Regelstrategien für maximale Effizienz unter
Einbeziehung fahrzeugtypischer Betriebs- und Einsatz-
bedingungen.
Hinsichtlich der wegseitigen Energieübertragung liegen die Kompe-
tenzen am Fraunhofer IVI bei
der Versorgung vollelektrischer Fahrzeuge des ÖPNV aus weg-
seitig punktuell installierten Ladeeinrichtungen (diskontinuierliche
Energieversorgung),
dem Entwurf, dem Aufbau und der Erprobung von Systemen
zur Hochstromübertragung auf Busse und Bahnen aus einer
wegseitigen Energieversorgungs-Infrastruktur sowie
der Verringerung der Netzbelastung durch Einsatz von Energie-
speichern in den Ladestationen (System »DockingPrinzip«).
Konventionelle Nutzfahrzeugkonzepte bieten eine Vielzahl von
Möglichkeiten zur Optimierung ihres Kraftstoffverbrauchs. Dabei
liegt der Fokus der bisherigen Entwicklung auf der Senkung des
Energiebedarfs für Traktionsaufgaben. Die Leistungsaufnahme
der Nebenaggregate beeinflusst die Energiebilanz in Nutzfahr-
zeugen ebenfalls beträchtlich, fand aber bisher wenig Beachtung.
Zur Analyse verschiedener Verbrauchseinflüsse der Neben-
aggregate im Nutzfahrzeug existiert ein domänenübergreifendes
physikalisches Simulationsmodell, welches neben dem Haupt-
antriebsstrang die fahrzeugtypischen Nebenverbraucher wie z. B.
Druckluftsystem,
elektrisches Bordnetz,
Lenkunterstützung,
Kühlkreisläufe und
Klimaanlage
abbildet.
Mit dessen Hilfe wird der aktuelle Istzustand nachgebildet. Durch
ein modulares Modellkonzept können verschiedene technische
Maßnahmen analysiert, entwickelt und getestet werden. Gleich-
zeitig dient das Modell der Entwicklung und Erprobung geeigneter
Betriebsstrategien sowohl für den Antriebsstrang als auch für die
Nebenverbraucher. Weiterhin finden die modellierten Komponenten
in verschiedenen Dimensionierungsaufgaben und Reglerauslegungen
Anwendung.
Am Fraunhofer IVI wurde ein Simulationsmodell entwickelt,
welches die Auslegung von Antriebssträngen und die Entwick-
lung von Betriebsstrategien für Straßen- und Schienenfahrzeuge
ermöglicht.
Der modulare Aufbau aus
Fahrzeugmodellen mit bis zu drei Segmenten und fünf Achsen
bzw. Drehgestellen,
kennfeldbasierten Verbrennungsmotor-, Elektromaschinen-
und Getriebemodulen,
kennlinienbasierter Leistungselektronik,
Bordnetzkomponenten, Traktionsspeichern,
Reifen-Schlupf- und Rad-Schiene-Modulen,
Betriebsstrategien sowie
zeit- und wegbasierten Geschwindigkeits- und Höhenprofilen
bildet mit über 100 verschiedenen Antriebsstrangvarianten eine
große Vielfalt an konventionellen, hybriden und elektrischen
Fahrzeugen ab. Die Auswahl der zu untersuchenden Triebstrang-
konfiguration und Betriebsstrategie sowie die Parametrierung der
Komponenten und des Fahrzyklus erfolgen mittels Nutzerober-
fläche aus einer Datenbank. Zeitaufwändige Variationsreihen zu
einzelnen Parametern oder gesamten Baugruppen können auto-
matisiert simuliert werden. Zur Auswertung stehen komfortable
Analyse- und Visualisierungsfunktionen zur Verfügung.
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Ö P N V - F A H R Z E U G E
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