Elektrische Antriebe und Speichersysteme

Energiewandlung und Speicherung von elektrischer Energie gewinnen in zukünftigen Fahrzeugkonzepten mehr und mehr an Bedeutung. Das Institut für Fahrzeugkonzepte beschäftigt sich intensiv mit

• Konzeption
• Modellierung und Simulation
• Prototypenbau
• Mess- und Prüftechnik

von elektrischen Energiewandlern und elektrischen Speichersystemen. Je nach Projekt werden für diese Komponenten

Spezifikationen erstellt und in Auftrag gegeben (DC/DC-Wandler), Partnerentwicklungen begleitet (NiMH-Batterie) sowieEigenentwicklungen durchgeführt (FKLM-Stromerzeugungseinheit). 

DC/DC-Wandler

In Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für integrierte Systeme und Bauelementetechnologie, Erlangen wird ein Bidirektionaler DC/DC-Wandler mit 8 kW Leistung entwickelt. Das Gerät wird am Prüfstand und im Fahrzeug eingesetzt. Der Aufbau in 3-Phasen Technik reduziert die EMV-Belastung durch Rippleströme mit geringem Filteraufwand. Die Ansteuerung des Wandlers kann über Analogeingänge oder über CAN erfolgen. Das Gerät kann autark oder im Kommunikationsverbund mit anderen Geräten arbeiten. Der maximale Wirkungsgrad beträgt 96.5%.

NiMH-Batterie

Das Hylite® Brennstoffzellenfahrzeug besitzt zur Reduktion der Anforderungen an das Brennstoffzellensystem eine Booster-Batterie. Unter anderem kommt dafür eine NiMH-Hochleistungsbatterie von Varta Automotive zum Einsatz. Die zur Verfügung stehende Leistung von maximal 8 kW verbessert das Beschleunigungsvermögen des Fahrzeugs und ermöglicht die Rekuperation von Bremsenergie. Die Batterie wird am Prüfstand messtechnisch untersucht und in das Gesamtsystem integriert. Im Zusammenspiel der übergeordneten Fahrzeugsteuerung mit dem eingebauten Batteriemanagementsystem wird der Ladezustand der Batterie überwacht, um eine lange Lebensdauer der Batterie zu gewährleisten.

FKLM®-Stromerzeugungseinheit

In einem Industrieprojekt wird eine Stromerzeugungseinheit auf Basis eines Freikolbenlinearmotors entwickelt. Diese Einheit kann als Zusatzenergieversorgungssystem (APU) in verschiedensten Applikationen zum Einsatz kommen, beispielsweise zur Speisung des Bordnetzes und zur Standklimatisierung von Fahrzeugen. Alternativ kann die Einheit den Antrieb eines Hybridfahrzeugs mit Energie versorgen, wodurch sich je nach Fahrzeugtyp eine deutliche Reduktion des Verbrauchs im Stadtverkehr erzielen lässt. Die Modellierung und Simulation der patentierten Einheit zeigt einen deutlichen Zugewinn an Wirkungsgrad im Teillastbereich. Dies resultiert aus dem innovativen Zusammenspiel von Hubraum- und Verdichtungsvariation, dem Lineargenerator und einer Luftfeder. Ziel des Projekts ist die Darstellung eines Funktionsmusters, an dem messtechnische Untersuchungen durchgeführt werden können, um die simulierten Ergebnisse verifizieren zu können.