Projekte

itsowl-ImWR

Innovatives modulares Antriebswechselrichtersystem für die Elektrifizierung von Nebenaggregaten in Fahrzeuganwendungen (itsowl-ImWR)

Programm: Spitzencluster it's OWL
Bekanntmachung: Spitzencluster it's OWL
Wettbewerb: Innovationsprojekte - Systeme

Kurzbeschreibung:
Das Verbundprojekt itsowl-ImWR wird im Rahmen des Spitzenclusters Intelligente Technische Systeme OstWestfalenLippe (it´s OWL) durchgeführt. In diesem Projekt wird ein modulares Wechselrichtersystem für Nebenaggregate in Nutzfahrzeugen entwickelt, das aus Modulen unterschiedlicher Leistungsklassen kundenspezifisch zusammengesetzt wird. Dabei soll eine Leistungsdichte von 5 kW/dm3 für eine anvisierte Gesamtleistung von bis zu 60 kW erreicht werden. Auf Basis eines intelligenten Vernetzungskonzeptes und mit spezifischen Konfigurationswerkzeugen sollen Systeme ohne großen Aufwand zusammengestellt und ihre Funktion verifiziert werden können.

Projektdauer: 01.07.2014 − 30.06.2017

Projektkoordinator:
Thorsten Sigges
KEB Automation KG
Telefon: +49 5263 401-287
E-Mail: thorsten.sigges@keb.de

Ansprechpartner bei PTKA:
Dr.-Ing. Paul Armbruster
Telefon: +49 721 608-26209
E-Mail: paul.armbruster@kit.edu

Detaillierte Projektbeschreibung

Problemstellung
In Nutzfahrzeugen werden Nebenaggregate, wie Klimakompressoren, Lüfter und Hydraulikpumpen, bisher durch den Verbrennungsmotor mit angetrieben. Die Leistung, die zum Antrieb dieser Aggregate zur Verfügung steht, ist an die Drehzahl des Verbrennungsmotors gekoppelt und kann nicht bedarfsgerecht gesteuert werden. Daher müssen die Aggregate so ausgelegt sein, dass sie auch bei niedriger Drehzahl des Motors funktionieren. Dies hat zur Folge, dass sich das Gewicht und die Größe der Aggregate erhöhen. Beide Aspekte gehen zu Lasten des effizienten Betriebs der Nutzfahrzeuge, was beispielsweise im Kraftstoffverbrauch deutlich wird. Bisher ungenutztes Potenzial birgt die Elektrifizierung der Antriebe für die Nebenaggregate. Dadurch können die Aggregate effizient betrieben sowie deren Größe und Gewicht reduziert werden.

Projektziele
Ziel des Forschungsprojekts itsOWL-ImWR ist die Entwicklung eines modularen, elektrischen Antriebssystems für die Nebenaggregate von Nutzfahrzeugen. Dadurch soll die Leistung für den Betrieb unterschiedlicher Aggregate individuell und bedarfsgerecht angepasst werden. Gleichzeitig sollen das Gewicht und die Größe der Aggregate reduziert werden.

Vorgehensweise
Dazu werden zunächst die Einsatzbedingungen und die erforderliche Leistung der einzelnen Aggregate für unterschiedliche Fahrzeugtypen analysiert. Auf dieser Grundlage werden unterschiedliche Antriebsmodule entwickelt, mit denen die einzelnen Aggregate elektrisch betrieben werden können. Eine intelligente Steuerung und Vernetzung der Module mit der Energiequelle stellt sicher, dass die Leistung für den Antrieb des jeweiligen Aggregats optimal angepasst wird. Anschließend wird ein Konzept für die eigenständige Implementierung und Konfiguration der Antriebsmodule in unterschiedlichen Fahrzeugen erarbeitet. In dem Projekt wird auf Ergebnisse der Querschnittsprojekte "Selbstoptimierung", "Intelligente Vernetzung", "Energieeffizienz" und "Systems Engineering" zurückgegriffen. Das Antriebssystem wird anhand eines Demonstrators getestet und danach in Nutzfahrzeuge integriert.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Durch das Projekt wird die Effizienz des Antriebs von Fahrzeugaggregaten erhöht. Der Kraftstoffverbrauch wird reduziert und der Wirkungsgrad der eingesetzten Energie optimiert. Darüber hinaus können die Größe und das Gewicht der Aggregate reduziert werden. Insgesamt werden Ressourceneinsparungen von bis zu 40 v. H. erwartet. Durch den modularen Aufbau und die eigenständige Konfiguration ist das Antriebssystem für eine Vielzahl von Nutzfahrzeugen anwendbar, wie beispielsweise Busse, LKWs und Landmaschinen.

Publikationen

Industrie 4.0
Autor: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Erscheinungsjahr: 2017
Beschreibung: Die Broschüre stellt ausgewählte Projekte vor, die sich mit den Schlüsselfaktoren von Industrie 4.0 befassen. Sie regt dazu an, sich intensiver mit Industrie 4.0 zu beschäftigen und die Weiterentwicklung zu begleiten. In dieser Broschüre, Auflage 2017, stellen sich neben Projekten, zugeordnet dem Referat Produktion und Dienstleistung; Zukunft der Arbeit, diesmal auch interessante Projekte der Referate Datenwissenschaft, Informationstechno­logien; Industrie 4.0, Elektronik; Autonomes elektrisches Fahren und Kommunikationssysteme; IT-Sicherheit vor.

Download und kostenfreie Bestellung über die Publikationsliste des BMBF mit der Bestellnummer 30916.

Projektträger

Projektträger Karlsruhe (PTKA)
Produktion, Dienstleistung und Arbeit
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Hermann-von-Helmholtz-Platz 1
76344 Eggenstein-Leopoldshafen

+49 (0)721 608-25281
+49 (0)721 608-992003

info@ptka.kit.edu
Standort Dresden
PTKA

Ansprechpartner

Sekretariat Karlsruhe

Susanne Zbornik

+49 (0)721 608-25281
susanne.zbornik@kit.edu

Sekretariat Standort Dresden

Heike Blumentritt

+49 (0)721 608-31435
heike.blumentritt@kit.edu