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 | presse@ivi.fraunhofer.de

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

ZF

others

differen�al

pressure tank

compressor

cooling circuit

fan pump

cooling circuit

generator

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door driveinterior

braking system

electrical consumer

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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.

A N T R I E B S S T R A N G P R Ü F F E L D E N E R G I E B E R E I T S T E L L U N G F Ü R

Ö P N V - F A H R Z E U G E

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