Die Absicherung komplexer vollautomatisierter Fahrzeuge, stellt gerade im urbanen Raum eine große Herausforderung dar. Deshalb hat es sich das SafeADArchitect Vorhaben zum Ziel gesetzt, neue Methoden und Ansätze zu entwickeln, wie automatisierte Fahrzeuge über risikobewusste Echtzeitverfahren im Betrieb abgesichert werden können.
Die Anforderungen an autonome Elektrofahrzeuge mit hochintegrierter Längs- und Querführung sind hoch: Sicherheit und Zuverlässigkeit haben oberste Priorität. Obwohl die Komplexität von Fahrzeugsystemen durch Automatisierung und Elektrifizierung zunimmt, darf die Ausfallwahrscheinlichkeit in keinem Fall erhöht werden.
Im vom BMBF geförderten Projekt MagSiMal steht die Entwicklung einer Magnesium-Schwefel-Batterie im Fokus. Da jede Batteriechemie ein spezifisches Betriebsverhaltens aufweist, steht in diesem Projekt sowohl die Materialentwicklung und Charakterisierung, als auch die Simulation und Bewertung in Bezug auf die Anwendung einen zentralen Aspekt der Arbeiten dar.
Die interdisziplinäre Modellbildung bei Batteriezellen stützt sich auf experimentelle Charakterisierungen und erstreckt sich über breit gefächerte Zeitskalen und Detaillierungsgrade. Ziel ist die Abdeckung aller Aspekte von den Materialien der Zelle bis zur Beherrschung des Systemverhaltens und Regelung der Betriebsführung.
Für die Entwicklung von Brennstoffzellen sind neben der Modellierung & Simulation des gesamten Brennstoffzellensystems numerische Strömungssimulationen zur Auslegung & Bewertung von PEM-Brennstoffzellen notwendig. Basis dieser Modellierungen bilden dabei die Ergebnisse der verschiedenster In-Situ und Ex-Situ Tests.
Im vom BMWi geförderten Projekt ProStroM („Produktions- und Struktur-optimiertes Metall-Strömungsfeld für Bipolarplatten“) werden gezielt die Potentiale von dreidimensionalen Strömungsfeldern hinsichtlich der Leistungsfähigkeit von Brennstoffzellen, Fertigbarkeit und Wirtschaftlichkeit untersucht.
Zur Steigerung des Wirkungsgrads von elektrischen Motoren ist das Detailverständnis der verschiedenen Verlustarten unerlässlich. Auf Basis von messtechnischen Charakterisierungen und der Erweiterungen der Simulationsmodelle wird das elektromagnetische Design sowie das Betriebsverhalten von E-Motoren ganzheitlich optimiert.
Neue Halbleitermaterialien für leistungselektronische Bauelemente versprechen eine hohe Leistungsdichte bzw. eine kompakte Bauform. Um dieses Potential heben zu können, bedarf es ergänzend zum Detailverständnis der Leistungshalbleiter neue Schaltungstopologien sowie Methoden zur optimalen Ansteuerung.
Für eine präzise Drehmomenterzeugung von E-Motoren ist die Erfassung und Auswertung der elektrischen und mechanischen Größen notwendig. Zusammen mit einer detaillierten Modellbildung lassen sich in der Regelung weitere Zustandsgrößen für einen zuverlässigen und verlustoptimalen Betrieb ermitteln.
Bei heutigen E-Fahrzeugen werden zur Lenkraftunterstützung (Servolenkung) typischerweise noch konventionelle elektromechanische bzw. elektrohydraulische Antriebe verwendet. Durch die Nutzung von radselektiven Antrieben, einem intelligenten Ansteuerungskonzept sowie einer geeigneten Lenkungsgeometrie kann auf eine konventionelle Lenkkraftunterstützung gänzlich verzichtet werden.
Für Vielparker wie Lieferdienste und mobile Pflegekräfte vergeht viel Arbeitszeit mit Einparken und Parkplatzsuche. Neuartige Fahrwerke mit einzeln lenkbaren Rädern und elektrische Antriebe können die Wendigkeit und so die Effizienz gerade im fließenden Stadtverkehr erhöhen.