Elektromobilität

Nach weit mehr als 100 Jahren Entwicklungsgeschichte des Verbrennungsmotors im Straßenverkehr deutet sich mit der Elektromobilität eine technologische Zeitenwende im Verkehrsbereich an. Die Elektrifizierung der Antriebe ist eine ganz wesentliche Stellschraube für eine zukunftsfähige Mobilität. Sie bietet die Chance, die Abhängigkeit vom Öl zu reduzieren, die Emissionen zu minimieren und die Fahrzeuge besser in ein multimodales Verkehrssystem zu integrieren.

Ansprechpartner

Dr.-Ing. Michael Buchholz
Raum: 41.2.219
Telefon: +49 (0)731 50 26334
E-Mail | Homepage

Arbeitsschwerpunkte

Am Institut für Mess-, Regel- und Mikrotechnik der Universität Ulm werden seit Jahren erfolgreich regelungstechnische Methoden für elektrifizierte Fahrzeuge und ihre Komponenten entwickelt und angewendet. Die Bandbreite der betrachteten Fahrzeuge reicht dabei von Nutzfahrzeugen über PKW bis hin zu elektrisch getriebenen Zweirädern. Im Fokus steht dabei die echtzeitfähige, zentrale Betriebsstrategie der Fahrzeuge, die die vom Fahrer oder automatisierten Fahrzeug geforderten Antriebs-, Brems- und Giermomente umsetzt und dabei vorausschauend einen sicheren und energieeffizienten Betrieb der Fahrzeuge realisiert. Zudem stellt die modellbasierte Überwachung (Diagnose) von Komponenten und des Antriebsstrangs ein weiteres Arbeitsgebiet am Institut dar.

Ein weiterer Schwerpunkt ist die datenbasierte Modellierung von Batterien und Brennstoffzellen für echtzeitfähige Anwendungen in Fahrzeugen. Hierzu werden spezielle Methoden entwickelt, die es erlauben, mathematische Modelle dieser komplexen Komponenten aus Messungen an Prüfständen zu extrahieren und in kompakter Form zu beschreiben. Basierend auf diesen genauen, aber rechentechnisch wenig komplexen Modellen werden Methoden zur Überwachung, z.B. Alterungserkennung oder Fehlerdiagnose, entwickelt und realisiert.

Simulation: Vorausschauende Betriebsstrategie
Simulation: Erhöhte Fahrsicherheit beim Zweirad durch Allradantrieb

Versuchsträger und Prüfstände

Für die Entwicklung, Realisierung und Tests stehen im Bereich Elektromobilität der Versuchsträger EVA-MRM (Elektrisches Versuchsfahrzeugmit Allradantrieb am Institut für Mess-, Regel- und Mikrotechnik) und ein allradgetriebenes elektrisches Kleinkraftrad sowie ein Batteriezellmessprüfstand und ein Antriebsstrangprüfstand zur Verfügung. Beide Versuchsträger haben eine Eprobungsträgerzulassung, bieten freien Zugriff auf Antriebsstrang, Bremssystem und Energiespeichersystem und können über ein zentrales Rapid-Prototyping-Steuergerät einfach für Forschung und Evaluation eingesetzt werden. Eine detailliertere Beschreibung der Fahrzeuge ist auf der Seite Elektrische Versuchsträger zu finden.

Der Batteriezellmessprüfstand mit Temperaturkammer und sechs Messkanälen kann mit den Antriebsstrangprüfstand mit Batteriesimulator vernetzt werden und bietet so die Möglichkeit, Batteriezellen unter realitätsnahen Bedingungen wie im Fahrzeug zu testen. Auf der Seite Prüfstände Elektromobilität werden die beiden Prüfstände und der vernetzte Betrieb im Detail vorgestellt.

Bild elektrischer Versuchsträger
Elektrischer Versuchsträger
Bild von Antriebsstrang- und Batteriezellprüfstand
Antriebsstrang- und Batteriezellprüfstand

Modellbibliothek

Im Rahmen unserer Forschungsarbeiten im Projekt "XiL-BW-e - Frameworkbasiertes XiL-Labornetzwerk BW für Elektromobilität" mit Förderung des Ministeriums für Wissenschaft, Forschung und Kunst des Landes Baden-Württemberg wurden drei einfache Modelle für Energiespeicherzellen erstellt, die hier ohne jegliche Gewähr als ZIP-Archive zum Download zur Verfügung gestellt werden. Die Modelle sind in MATLAB/Simulink implementiert und nur für dynamischen Zyklusbetrieb geeignet. Alle drei Modelle sind aus Messdaten realer Zellen parametriert. Weitere Details, auch zur korrekten Zitierung bei Nutzung der Modelle im Rahmen von Publikationen oder Abschlussarbeiten, können jeweils den Kommentaren im Start-up-Skript entnommen werden.

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Labornetzwerk XiL-BW-e