Bosch vor Ort

Brennstoffzellen für die Mobilität: HyPerformance – Komponenten-Baukasten für mobile BZ-Systeme, Dr. Helerson Kemmer

Organisator der „Special Initiative on Autonomous System Design (ASD)“

1) Mikrofluidik-Simulationen in PEM Brennstoffzellen
2) Automatisiertes Fahren mit Infrastrukturunterstützung
3) (Teil-)automatisierte Risikobeurteilung und Sicherheitsfreigabe von wandlungsfähigen Produktionsmaschinen
4) "Adaptive Machine Intelligence for Robot Assembly"

Vortrag über Knowledge-Infused Learning für autonomes Fahren von Cory Henson

Experimentelle Untersuchung von Akustik und Effizienz von Rotorkonfigurationen für elektrische Luftfahrzeuge

Luftfahrzeuge auf der Basis von verteilten elektrischen Antriebssystemen stehen zunehmend im Fokus. Ihre Rotoren erzeugen aber laute und störende Geräusche, was den Markterfolg beeinträchtigt. Bei neuen Konzepten sind Variationen in der Rotorkonfiguration festzustellen, wobei hauptsächlich die Parameter der Blattgröße, der Anzahl von Blättern und der Blattverteilung variiert werden.

Im Mittelpunkt dieser Abhandlung steht die Erörterung, wie diese Parameter gewählt werden können, um Effizienz und Akustik zu optimieren, darunter auch psychoakustische Metriken von einzelnen Rotoren im Schwebeflug. Ergebnisse von experimentellen Untersuchungen auf einem Schwebeflug-Prüfstand werden dargestellt. Zur Anwendung kommen rechteckige, symmetrische Blätter. Versuche werden mit variierender Blattgröße (Radius 61 mm bis 126 mm), Anzahl von Blättern (2 bis 8) und Blattverteilung (gleiche und ungleiche Winkel) durchgeführt. Akustische Messungen werden in Bezug auf Mikrofonposition, Schalldruckpegel, Spektralcharakteristik und psychoakustische Metriken analysiert.

Die Ergebnisse zeigen, dass Variationen in Blattgröße, Anzahl von Blättern und Blattverteilung Effizienz und Akustik verbessern können. Der Einfluss dieser Parameter auf die akustische Signatur bei konstantem Schub wird behandelt. Es werden Schlussfolgerungen für ein optimiertes Rotordesign von Luftfahrzeugen abgeleitet und durch resultierende Randbedingungen wie Platzbedarf und Gewicht von Baugruppen ergänzt.

Prüfung von E-Achsen-Simulationsmodellen mit einem gekoppelten eAxle-in-the-Loop-Ansatz

Der schnelle Wandel von Verbrennungsmotoren zu Elektroantrieben in der Autoindustrie erfordert effiziente Entwicklungsprozesse. In der frühen Phase der Produktentwicklung kommen zunehmend Modellierung und Simulation des vollständigen Fahrzeugs zum Tragen. Es folgen umfangreiche Tests und Optimierungen auf Prüfständen. In dieser Arbeit werden sowohl die simulierenden als auch die testbasierten Verfahren verbessert, indem ein Komplettfahrzeugmodell mit einem Prüfstand für elektrische Antriebsstränge gekoppelt wird. Solch ein eDrive-in-the-Loop-System ermöglicht realistische Tests auf dem Antriebsstrang-Prüfstand durch die Integration des Komplettfahrzeugs und der Umweltmodelle. Die Modellierung von elektrischen Antriebssträngen ist ebenfalls mit zahlreichen Unwägbarkeiten aufgrund von komplexen physikalischen Zusammenhängen verknüpft. Insbesondere können thermische Effekte in einer Systemsimulation nur sehr vereinfacht dargestellt werden. Die Auslagerung des Antriebsstrangs auf den Prüfstand kann somit die Simulationsergebnisse wesentlich verbessern.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Hardware-in-the-Loop-Systemen wird bei dieser Arbeit ein objektorientiertes Simulationsmodell verwendet. Dies ermöglicht einen hohen Detailgrad und ein gutes Verständnis der Modellstruktur, kann aber nicht auf einem Echtzeitcomputer durchgeführt werden. Daher wird die Verbindung mit dem Prüfstand über eine Co-Simulation mit einer integrierten Echtzeitschnittstelle hergestellt. Dies erfordert eine Middleware, die den Datenaustausch zwischen der Simulation und dem Prüfstand in Echtzeit koordiniert. Bei diesem Ansatz müssen kaum Änderungen am Fahrzeugmodell vorgenommen werden. Die Co-Simulation kann auf einem Windows-Notebook durchgeführt werden. Es ist also keine zusätzliche Hardware erforderlich.

Mit geeigneten Kopplungseinstellungen in der Co-Simulations-Middleware kann eine stabile, genaue und echtzeitfähige Testumgebung gewährleistet werden. Das Simulationsmodell des Testfahrzeugs kann sehr effizient modifiziert werden, was eine schnelle Analyse von Auswirkungen auf die E-Achse aufgrund von Änderungen auf der (simulierten) Fahrzeugsystemebene ermöglicht.