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PK Innovation des Automotive-Cluster RheinMainNeckar

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by

Jens-Uwe Lalk

on 4 November 2016

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Transcript of PK Innovation des Automotive-Cluster RheinMainNeckar

Innovative Ideen rund um die
Elektromobilität

Regelungstechnik
Simulation
Visualisierung
Programmierung
Prüftechnik
Automatisierung
http://www.curocon.de
http://blog.curocon.de
Bernhard Müller
Michael Wissbach
Siemens: Die Welt wird sich ändern
Erfahrung in der
automobilen
Serienentwicklung.

Erfahrung in der Entwicklung
von Leichtmetallgehäusen.

http://www.xt-cad.de
fixe Ideen zum Thema
Eins ist klar. Die Batterie ist das Problem. Also: Energieversorgung durch Energieerzeugung "on Board".

Verbrenner (auch Gasturbine etc.) treibt Radnabenmotoren an.

Konzepte für Kleinwagen
Effizenzsteigerung gegenüber Verbrenner (?)
Komfortsteigerung (?) durch Radnabenantrieb
Alternative Kraftstoffe einsetzbar.
I.
II.
Wieder die Batterie.
Konzeption einer Wechselbatterie in eine bestehende E-Mobilplattform.

Was muss beachtet werden.
Modifikationen an der Plattform.
Aufbau + Konzept der stationären Tauschstationen
III.
E-Antrieb.
Es gibt mittlerweile viele neue E-Mobilplattformen.
Konzept als Entwicklungsgrundlage für einen universellen E-Antriebes (Motor-Getriebe).

Leistungsspezifikation
Definition Bauraum und Plattformanbindung
Benötigte Komponenten (Kauf- oder Herstellung)
Montagekonzept
Über einen Rahmen könnte das Batteriekonzept an verschiedene Plattformen angepasst werden.
Warum nicht einen 2-Zylinder Eco-Motor in Boxer Bauweise im Fahrzeugboden des EDAG Openspace Car "versenken".
Spitzenlasten werden über eine Batterie aufgefangen.
Der "reine" E-Motor kann auch Zulieferteil sein. Er muss nur so spezifiziert sein, daß mehrere Hersteller dafür in Frage kommen können (Stichwort: "Branchenstandard" ähnlich "IBM-kompatibel")
Cockpit/Multimedia
Bedienen
Visualisieren
Mobilfunk
Navigation
Entertainment
Antreiben
Steuern
Regeln
Electronic Box
Team
Electronic-Box

PK
Innovation

Team
Cockpit

E-Motor

Typ
Geometrie
Anordnung
Materialien
Anschlüsse
as E-Concept
JSTB
Konstruktions-
Service
GRATZ
engineering
GmbH
invenio
ihf
lbf
turck-
duotech
EDAG
Auerswald
inprosim
akasol
Hans-Peter Imhof
as E-Concept
Team
Automatisches
Laden

Laderoboter
Induktiv
Anschlusstechnik
Automatisches
Laden
Team
E-Motor

Better Place: Drive - Switch - Go
Bauteil-/Modul-/
Derivatentwicklung
Projektmanagement
Powertrain
Elektrik/Elektronik
Versuch und Erprobung
Modellbau
http://www.bertrandt.com
Karsten Schmidt
Niederlassungsleiter
Klaus Gerst
Manager Concepts &
Advanced Engineering
Jens-Uwe Lalk
Andreas Koch
PK-Leitung:
Jürgen Sulzmann
Dieter Lettner
http://www.carlingtech.de
Axel Schmidt
JSTB
Konstruktions-
Service

Impressum
Inhaltlich verantwortlich gemäß § 6 MDStV:

M. Wißbach
(CuroCon GmbH, Rodensteinstrasse 19, 64625 Bensheim, Germany, Amtsgericht Darmstadt HRB 25344
, Ust.-IdNr. DE 216 954 879)

Jens-Uwe Lalk
(IHK Darmstadt, Rheinstr. 89, 64295 Darmstadt)
Haftungsauschluss

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5. Rechtswirksamkeit dieses Haftungsausschlusses
Sofern Teile oder einzelne Formulierungen dieses Textes der geltenden Rechtslage nicht, nicht mehr oder nicht vollständig entsprechen sollten, bleiben die übrigen Teile des Dokumentes in ihrem Inhalt und ihrer Gültigkeit davon unberührt.
http://www.tecosim.de
TECOSIM ist einer der weltweit führenden CAE-Entwicklungspartner der Automobilindustrie sowie anderer Schlüsselbranchen.

Als Ingenieurdienstleister für Berechnung und Simulation liegen unsere Schwerpunkte auf den Themen Crash, Safety, CFD, Statik & Dynamik und Virtual Benchmarking.
Udo
Jankowski
Damaso
Lopez
Skalierbar für 1-4 Antriebe
Anordnung der Motoren wahlfrei, Regelbox kann alle Varianten: (VA-Vorderachse, HA-Hinterachse): 1VA, 2VA, 1HA, 2HA, 1VA1HA, 2VA2HA, 2VA1HA, 1VA2HA

4-Quadrantenbetrieb (vorwärts/rückwärts/motorisch/generatorisch)

Fahrfunktionen:
ABS Anti-Blockiersystem
ASR Anti-Schlupfregelung
ESP Elektronisches Stabilitätsprogramm
Torque-Vectoring
Berganfahrhilfe (Rückwärtsrollen verhindern)

Überwachungsfunktionen

Diagnosesystem

Notbetriebssystem

Fahrprogramme:
Dynamik
Effizienz
Standard
Personenbezogener Lernmodus
Tempomat
Tempobegrenzer

Rekuperation:
Wahlweise über Gaspedal oder Bremspedal

Rangieren:
Schleichfahrt, wenn Bremse nicht mehr betätigt

Modellintegration:
Fahrzeugmodell
Motormodelle
Sensormodelle, ersetzen aufwendige Sensorik
Steuerungs- und Regeltechnik in geschlossener Box
Michael Wissbach, 21.02.2011 15:26
Elektronische Scheckkarte:
Bluetooth-Schnittstelle (Funk)
USB-Schnittstelle (Kabel)
Massenspeicher
aufladbare Batterie
Option: GSM-Modul (SIM-Karte, Mobilfunk)
Option: Multimedia (MP3-Player)

Schließsystem im PKW:
PKW erkennt Karte per Funk über Bluetooth
PKW starten nur noch über Start/Stop-Knopf
Im PKW auch Einstecken im Schacht möglich, Kommunikation USB, nötig wenn Batterie in Scheckkarte leer ist, Batterie wird nachgeladen
In Scheckkarte steckt auch der Notfallschlüssen für mechanisches Schloß
Türöffnen beim PKW durch Annäherung und Anfassen/Betätigen Türgriff
Türschließen beim PKW durch Entfernen vom PKW

Integration von Smartphones:
Durch eine spezielle Applikation "App" für Smartphones können diese alle Funtionen des schlüssellosen Schließ- und Startsystems übernehmen.

Massenspeicher:
Einstellungen Entertainment-Systeme
Musikdateien, im PKW kann abgespielt werden über Entertainment-System
Einstellungen Spiegel- Sitzeinstellungen etc.
Einstellungen fahrerabhängiges Fahrverhalten
Für Navigationssystem Routenplanung am Heim-PC
Speichern Fehlercodes aus PKW-Elektronik, per GSM oder am Heim-PC können Daten der Werkstatt übermittelt werden.
Elektronisches Fahrtenbuch (qualifiziert für Finanzamt)
Daten für Abrechnungssystem mit Stromversorger

Optionen Mobilfunk:
SIM-Daten übertragen auf Entertainment-System, PKW-Freisprecheinrichtung
Scheckkarte selbst kann mit Bluetooth und/oder Kabel-Freisprecheinrichtung (Ohrstöpsel) auch als Mobiltelefon benutzt werden

Option Multimedia:
Scheckkarte kann als MP3-Player benutzt werden
Scheckkarte kann als USB-Stick benutzt werden

Schließsystem zu Hause:
Türöffnermodul auch für Haustür zuhause
Schlüssellose Schliess- und Startsysteme
Michael Wissbach, 21.02.2011 15:23
PEM Projekt E-Mobil

-[…]
-Antriebsart
-Asynchronmaschine (ASM)
-Permanenterregte Synchronmaschine (PSM)
-Geschaltete Reluktanzmaschine(SRM)
-Gleichstrommaschine (GSM)
-Transversalflussmaschine (TFM)
-Antriebstyp
-Zentral (mit Getriebe)
-Dezentral (Radnabenmotor)
-Schnittstelle elektrisch/ elektronisch
-Schnittstell mechanisch
-[…]
Lastenheft PEM - Beispiel Innovationsziel E-Antrieb
Andreas Koch, 12.02.2011
Normale Haussteckdose (230V, 16A)
Langsamste Ladevariante 20kWh Batterie ~230min.

Spezielle Ladestationen mit Drehstrom (400V, 32A)
Ladezeit für 20kWh Batterie ~40min.

Öffentliche Stromtankstellen (400V, bis 200A Gleichstrom)
20kWh Batterie in ~12min

Steckdose am Fahrzeug und Steckdose an der Ladestation
Zur Verbindung ist ein Kabel notwendig
Sinnvoll wäre eine Ladestation mittig oder rechts vor dem Parkplatz, so können die gängigsten Parksituationen abgedeckt werden

Problem:
Je nach dem wo sich die Steckdose am Fahrzeug befindet sind unterschiedliche Kabellängen erforderlich, was sich dann wieder auf den erforderlichen Stauraum für das Kabel auswirkt

Daher sollte ein einheitlicher Platz für die Steckdose am Fahrzeug gefunden werden
z.B. hinter dem Nummernschild
Manuelles Laden mit Kabel
Bertrandt AG, September 2011
Automatischer Ladevorgang sobald ein Fahrzeug in einer dafür vorgesehene Parkbucht parkt

Gleiche Ladeverfahren wie bei Stromtankstelle denkbar

Einheitliches fahrzeugseitiges Lademodul hinter Nummernschild angebracht

Automatisierung z.B. durch kameragesteuerten Roboterarm
Auf-/Zuklappen des Nummernschilds
Verbinden/Trennen der Stromversorgung

Bezahlungssystem z.B. über Nummernschilderkennung
Automatisches Laden in einer Parkbucht
Bertrandt AG, September 2011
Akkus können mit Induktionsschleifen welche in Parkplätzen integriert sind geladen werden
Großer Vorteil ist das keine Kabel zum Laden nötig sind

Eine weitere Lösung wäre es, Induktionsschleifen in Straßenabschnitte zu integrieren (z.B. vor Ampeln oder über größere Streckenabschnitte). Somit würden die Fahrzeugakkus während der Fahrt bzw. während der Rot-Phasen geladen

Ladeleistung entspricht etwa der einer Haushaltssteckdose (230V, 16A)
Laden mittels Induktion
Bertrandt AG, September 2011
Der Akku wird in speziellen Stationen komplett getauscht (Dauer ca. 60 Sekunden)

Vorteil:
Sehr schnelle Weiterfahrt möglich

Nachteil:
Es müsste flächendeckend einheitliche/genormte Akkus bzw. Aufnahmesysteme im Fahrzeug geben
Wechseln der Batterie / des Akkus
Bertrandt AG, September 2011
Ideen und Konzepte
für die Elektromobilität
entwickeln und umsetzen !
Michael Wissbach
CuroCon GmbH
TEB Dr. Kerspe
Spezifikation einer Fahrzeug Plattform mit (seriellem) RangeExtender Antrieb.

Ziel ist ein neue günstige Mobilitätslösung auf der Basis eines E-Antriebes mit interessanten Zusatznutzen.

Die Innovation steckt im Gesamtfahrzeug, das sich aus verschiedenen, austauschbaren Komponenten zusammensetzen soll.

Der E-Antrieb mit gekoppeltem RangeExtender ermöglicht die einfache Betankung des Fahrzeuges ohne auf den Komfort des E-Antriebes verzichten zu müssen.

Einfache und günstige Komponenten halten den Gesamtpreis niedrig. Das Fahrzeug soll als Lizenzfertigung von verschiedenen lokalen Produktionsstätten hergestellt werden können.
Team
Gesamtfahrzeug
Team Plattform
Plattformlieferanten
Erforderliche Abmessungen
Projektfortschritt
[...]
E-Antrieb
Leistungsdaten
Projektmitglieder
Hersteller
Bauraum
Vorschaltgetriebe nötig?
Rekuperation
Generatorbetrieb?
Verbrennungskraftmaschine (VKM)
Leistungselektronik
Batterie
Ziel
Team
Montagekonzept
Förderprojekt?
Team
Cockpit
Inhaltsverzeichnis der geplanten Spezifikation
Die vollständige Spez. befindet sich im Teamspace Order "Datein" unter "techn_Spez_E-Antrieb.pdf"
Gesamtsystem:
- serieller Hybrid
- Abstimmen von E-Motor und VKM
- Abstimmen mit Batterie (Definition der Anforderungen
- [..]
- Auswahl der geeigneten Batterie
- Lage und Einbau
- E-Traktion
- Fahrabstimmunng
- Fahrzeugrahmen
- vorhandenen Rahmen wählen
- Eigenkonzeption
- Leistungselektronik
- Integration von Innovationen
- Thermoelemente für Isolation der Batterie
- Thermoelemente für Wärmspeicherung Innenraum
- [..]
- Innovatives Konzept für Kombiinstrument (Touchpad)
- Gesamtfahrzeug
- Traktion auf die Räder
- [..]
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