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Bildquelle: KIT

15.08.2021

FVV-Projekte in der MTZextra: Thermische Tests im gekoppelten Prüfstandsbetrieb

Die Entwicklung von hybridelektrischen Antriebssträngen erfordert einen erhöhten Testaufwand. Am Karlsruher Institut für Technologie wurde aus diesem Grund im Rahmen eines Projekts eine Methode zur Erprobung von hybridelektrischen Antriebssträngen mit Fokus auf thermische Tests entwickelt und in einem Aufbau aus zwei kooperierenden Verbrennungs- und Elektromotorenprüfständen demonstriert.

Durch die Elektrifizierung von konventionellen Antriebssträngen können Kraftstoffverbrauch sowie Schadstoffausstoß reduziert werden, um die zunehmend strikte Emissions-Gesetzgebung einzuhalten. Mit der kommenden Euro-7-Norm rückt auch ein erweiterter Temperaturbereich, voraussichtlich von -10 bis +45 °C [1], in den Fokus der Fahrzeugzulassung. Die damit verbundene Komplexitätssteigerung erhöht den Entwicklungsaufwand für hybridelektrische Fahrzeuge (Hybrid Electric Vehicle, HEV) weiter. Neben Straßentests müssen dabei vielfältige Untersuchungen auf Komponenten-, Antriebsstrang- und Fahrzeugprüfständen durchgeführt werden. Hierbei kann die virtuelle Kopplung von Prüfständen zur Reduktion von kostenintensiven Prüfaufwänden beitragen.

Dieser Ansatz wurde im vorliegenden Projekt weiterentwickelt, um virtuell-physikalische Hybridantriebe zu erproben. Neben der Erarbeitung von Anforderungen an die Vernetzung von Prüfständen wurde im Projekt das thermische Verhalten der einzelnen Komponenten untersucht. In diesem Beitrag werden die Prüfstände und der Aufbau des Simulationsmodells vorgestellt sowie Ergebnisse der thermischen Tests aus dem gekoppelten Betrieb gezeigt.

Das vorgestellte Projekt zeigt die virtuelle Kopplung zweier realer Antriebsmaschinen (VKM, EM), die auf jeweils einem Prüfstand installiert sind und im Hinblick auf ihr thermisches Verhalten untersucht werden. Mithilfe einer Fahrzeugsimulationsumgebung und detaillierter Simulationsmodelle wurden zusätzlich benötigte Komponenten oder Steuergeräte simulativ abgebildet sowie der Austausch relevanter Parameter zwischen den Prüfständen und der Simulation gewährleistet. Die dafür notwendige Kommunikation wurde über UDP/IP mit dem DCP-Standard umgesetzt. Die Ergebnisse der thermischen Versuche belegen ein gutes Zusammenspiel aus realen und virtuellen Komponenten. Die so gekoppelten Prüfstände bieten insbesondere die Möglichkeit, neueste Regelstrategien unter Berücksichtigung thermischer Prozesse realistisch zu testen.

 

LITERATURHINWEISE
[1] Advisory Group on Vehicle Emission Standards: Additional technical issues for Euro 7 LDV. Online: circabc.europa.eu/webdav/CircaBC/GROW/AGVES/Library/10%20Meeting%2027%20April%202021/AGVES-2021-04-27-LDV_v7_final.pdf, aufgerufen: 28. Mai 2021
[2] Andert, J.; Huth, T.; Savelsberg, R.; Politsch, D.: Testen von Antriebssträngen mit der virtuellen Welle. In: ATZextra Prüfstände und Simulation für Antriebe 20 (2015), S. 30-35
[6] Nickel, D.; Stelter, E.; Mittmann, W.; Heiduczek, T.: Vernetzte Test- und Simulationsumgebungen. In: MTZextra 23 (2018), S. 18-23

Projektsteckbrief

Die FVV in MTZ und ATZ

Ergebnisse aus der Industriellen Gemeinschaftsforschung sind für alle Interessierten zugänglich und so werden Abschlussberichte von FVV-Forschungsvorhaben auf unseren Informationstagungen im Frühjahr und Herbst der Öffentlichkeit vorgestellt. Um den Wissenstransfer und die Erweiterung des Innovationsnetzwerkes zusätzlich zu fördern, publizieren wir Fachartikel zu einzelnen Projekten mit besonders interessanten neuen Erkenntnissen. Dabei arbeiten MTZ/ATZ und FVV seit vielen Jahren erfolgreich zusammen.

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