Nachhaltige Mobilität
Seit mehr als 10 Jahren entwickelt und baut die Hochschule Bochum Solarfahrzeuge und entwickelt Forschungsprojekte im Thema Elektromobilität. Die erste deutsche Professur für Elektromobilität wurde an der Hochschule Bochum besetzt. Im Rahmen von studentischen Projekten entstanden fünf verschiedenen Solarfahrzeuge, die regelmäßig und mit großem Erfolg an internationalen Wettbewerben teilnehmen – darunter Rennwagen ebenso wie Fahrzeuge für den Alltagseinsatz. In den Jahren 2010 bis 2012 konnte die Praxistauglichkeit eines vollständig an der Hochschule Bochum entwickelten Solarfahrzeugs mittels einer Weltumfahrung eindrucksvoll unter Beweis gestellt werden. Mit dem Projekt „BOmobil“ entstanden zwei Prototypen, die einen erfolgversprechenden Weg für die Serienfertigung eines Elektrokleintransporters konkret aufzeigen.
Neben der Forschung an serientauglichen Lösungen für technische Herausforderungen für Solar- und Elektrofahrzeuge – die auch Antriebskonzepte, Batterie-Energiespeicherlösungen, aerodynamische und konstruktive Elemente umfasst - wird an der Hochschule Bochum MOBILITÄT weiter gedacht: Mobilitätskonzepte der Zukunft werden entwickelt, die besonderen Herausforderungen von Metropolregionen dabei berücksichtigt.
Aktuelle Projekte
Projektleitung:Prof. Dr.-Ing. Iris Mühlenbruch
Fördermittelgeber: Europäischer Fonds für regionale Entwicklung (EFRE). Umsetzung erfolgt in Kooperation mit dem Wuppertal Institut für Klima, Umwelt und Energie gGmbH im Auftrag der Stadt Dortmund
Laufzeit: 2019 - 2022
Ziel der Umsetzungsstrategie „Stadtluft ist (emissions-)frei – Dortmunds Einstieg in eine emissionsfreie Innenstadt“ ist die Verringerungen des Kfz-Verkehrs sowie die Reduzierung der Luftschadstoffe und Treibhausgasemissionen durch die Schaffung neuer Anreize und Mobilitätsangebote. Damit steht das Projekt im engen Bezug zur gesamtstädtischen Verkehrsplanung und dem Masterplan Mobilität 2030, in dem unter anderem die Sensibilisierung für das eigene Verkehrsverhalten und die Veränderung der Verkehrsmittelwahl zu Gunsten des Umweltverbundes thematisiert werden. Insgesamt umfasst die Umsetzungsstrategie 16 Einzelmaßnahmen für die vier Leitthemen „City“, „Wall“, „Achsen“ und „Quartier“. Neben Konzepten u.a. zur Begrünung des Walls, Maßnahmen aus dem Mobilitätsmanagement und der Elektromobilität sowie baulichen Maßnahmen wird das Projekt um Querschnittsmaßnahmen, wie Kommunikation und Öffentlichkeitsarbeit ergänzt.
Die Evaluierung des Projekts erfolgt durch die Hochschule Bochum unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Mühlenbruch in Kooperation mit dem Wuppertal Institut für Klima, Umwelt und Energie. Basierend auf dem aktuellen Forschungsstand zur Evaluationsforschung und Projekterfahrungen kommen verschiedene Erhebungs- und Auswertungsmethoden zum Einsatz, um Bekanntheit, Akzeptanz sowie Wirkungen der verschiedenen Maßnahmen zu ermitteln. Die Erhebungsinstrumente sowie Indikatoren sind so konzipiert, dass eine quantitative Auswertung der Änderung des Verkehrsverhalten möglich ist, die als Grundlage für die Berechnung von Emissionseinsparungen dient. Neben der Wirkungsevaluation findet über den gesamten Durchführungszeitraum eine qualitative Prozessevaluation statt. Durch die Begleitung des Prozesses sollen Hemmnisse sowie fördernde Faktoren der Umsetzungen des Maßnahmenprogramms identifiziert und daraus übertragbare Handlungsempfehlungen für zukünftige Umsetzungsstrategien abgeleitet werden.
Weiterführende Links:
Projektleitung:Prof. Dr.-Ing. Iris Mühlenbruch
Fördermittelgeber: Land Nordrhein-Westfalen zur Förderung der Vernetzten Mobilität und des Mobilitätsmanagements (FöRi-MM)
Laufzeit: 2021 - 2023
Straßenräume können nicht nur dem Verkehr dienen, sondern auch als Treffpunkt für Anwohnende, Spielraum für Kinder, oder Flaniermeilen fungieren. Diesen Aspekt stellt das Projekt „Stadt Terrassen“ (Ausleihmöbel für Stadtexperimente) in den Fokus. Mithilfe eines vom Zukunftsnetz Mobilität NRW zu Verfügung gestellten Leihangebots von Stadtmobiliar werden Städte und Kommunen in NRW einladen, ihren Straßenraum auf einer Länge bis zu 150 Metern temporär umzugestalten und vorrangig die Flächen von Pkw-Stellplätzen neu zu bespielen. Durch die vielfältigen modularen Systeme soll die Aufenthaltsqualität verbessert und die Begrünung in den Straßen erhöht werden. Bürgerinnen und Bürger sind dazu eingeladen, das Angebot an Sitz- und Liegeelementen zu nutzen und die Straße so neu zu beleben. Darüber hinaus werden Beteiligungsprozesse vor Ort durchgeführt, um so mit den Anwohnenden sowie Besucherinnen und Besuchern in einen Dialog zu treten.
Die Hochschule Bochum ist für die Begleitung und Evaluation des temporären Einsatzes der Stadt Terrassen zuständig. Mithilfe von verschiedenen wissenschaftlichen Methoden sollen folgende Aspekte näher untersucht werden:
- Auswirkungen und Akzeptanz der Maßnahmen: Welche Akzeptanz findet das Stadtmobiliar bei den verschiedenen Nutzer- und Nutzerinnengruppen? Welche Auswirkungen können durch den Einsatz der Stadt Terrassen festgestellt werden?
- Formative Aspekte der Maßnahmen: Ist das eingesetzte Stadtmobiliar zweckmäßig, oder können Verbesserungs- sowie Erweiterungsmöglichkeiten abgeleitet werden?
- Prozessevaluation bezüglich des Umsetzungsprozesses: Wo werden Hemmnisse und Erfolgsfaktoren für den Umsetzungsprozess gesehen? Welche Handlungsempfehlungen können für zukünftige Umsetzungen hinsichtlich des Prozesses abgeleitet werden?
Weiterführender Link:
Projektleitung: Prof. Dr. Haydar Mecit
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), Programm FH-Impuls
Laufzeit: Juli 2022 – Dezember 2024
Das Ziel des Vorhabens ist die Weiterentwicklung und Implementierung von Smart-City-Anwendungsfällen (Use Cases) als potenziell replizierbare Blaupausen zu den städtischen Anwendungsfall-Bereichen Smart Environment, Smart Mobility & Smart Energy. Die Hauptstudie baut auf den in einer Vor- und Zwischenstudie durchgeführten Aufbau und die Inbetriebnahme von Teilen eines Smart-City-Forschungslabors als Kollaborationsort für verschiedene Smart-City-Akteure in Workshops auf. Diese Smart City Workshops kennzeichnen sich dadurch, dass sie datenbasierte Simulations-, Prototypen- und Digital-Twins-Ansätze nutzen und Smart-City-Akteure aus unterschiedlichen Sektoren (z.B. Wissenschaft, Wirtschaft und Kommune) und Disziplinen in einer innovativen Arbeits- bzw. Kollaborationsumgebung zusammenbringen.
Die hierfür angebundenen Teile von Smart-City-Reallaboren (hauptsächlich Sensorik im und Daten aus urbanen Räumen) sollen nun final um weitere Datenlieferanten ergänzt und fertig entwickelt werden. Zuvor waren diese zu Test- und Validierungszwecken in vorangegangener Vor- und Zwischenstudie eingerichtet worden. Die so gewonnenen Daten sollen nun weiterverarbeitet und analysiert werden können, um Mehrwerte aus Daten gewinnen zu können. Hierbei ist eine tlw. vorhandene und weiter zu entwickelnde Smart-City-IT-Plattform von zentraler Bedeutung, die Datenlieferanten aus den Reallaboren mit dem Smart-City-Forschungslabor in einem Client-Server-Betrieb bedienen soll. Die derart erhaltenen Daten können somit im Forschungslabor zur weiteren Konzeption von Smart Environment-, Smart Mobility- und Smart Energy Use Cases und deren Implementierung herangezogen werden. Dies soll mithilfe moderner Visualisierungs- und Kollaborationsmethoden im Smart-City-Forschungslabor geschehen. Ein wesentlicher Gegenstand der Hauptstudie ist daher der finale Ausbau und Einsatz des Forschungslabors, welches in Workshops als integrativer, interdisziplinärer und intersektoraler Kollaborationsort dienen soll.
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Semih Severengiz
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMU)
Laufzeit: August 2020 – Juli 2022 (verlängert bis März 2023)
Das Projekt MoNaL verfolgt das Ziel, nachhaltige Mobilitätsangebote für die Länder Subsahara-Afrikas zu schaffen. Das Projekt wird durch das BMU im Rahmen des Förderprogramms „Exportinitiative Umwelttechnologien” mit einer Fördersumme i. H. v. 397.382,00 € gefördert. Die Wirkung des Mobilitätsangebots wird ganzheitlich über den gesamten Lebenszyklus – von der Produktion und dem Design der Fahrzeuge, über die Energieversorgung bis zum Recycling der Fahrzeuge und der Energieversorgungsinfrastruktur – berücksichtigt, verbessert und durch Lebenszyklusanalysen überprüft. Im Rahmen einer Pilotumsetzung in Ghana am Standort des lokalen Partners Don Bosco wird ein Ausleihsystem für E-Mopeds und -Lastenräder technisch und wirtschaftlich erprobt und unter Berücksichtigung lokaler Bedingungen und Nutzeranforderungen angepasst. Nachhaltige Mobilität muss im Zusammenhang mit erneuerbarer Energieversorgung gedacht werden. Deshalb wird im Vorhaben ein smartes Mini-Grid aus autarken Solaranlagen und Ladestationen entwickelt, das anders als einzelne Anlagen über eine ausreichende Leistung zur Versorgung der E-Fahrzeuge verfügt. Teil des Mini-Grids ist eine automatische Abrechnung, die Stromverbräuche der Fahrzeuge und smartes Lastenmanagement durch eine Echtzeit-Anpassung des Strompreises an Angebot, Nachfrage, Wetter und Batteriestand ermöglicht.
Ziel ist es, die Nutzung von nachhaltigen Mobilitätsalternativen zu intensivieren und gleichzeitig den notwendigen Zugang zu verlässlicher und nachhaltiger Energie mitzudenken. Da im Zielland ein erhebliches Problem mit Elektroschrott besteht, wird im Sinne einer ganzheitlichen Betrachtung die Endphase des Lebenszyklus des entwickelten Produktsystems berücksichtig. Dazu werden vorhandene Recyclingstrukturen in Ghana analysiert, Optionen für Second-Life Anwendungen von Solarmodulen und Batterien geprüft, Workshops zur Erarbeitung von Umweltstandards mit Stakeholdern vor Ort veranstaltet sowie Qualifizierungsmaßnahmen im Bereich Recycling bzw. Upcycling durchgeführt. Ferner wird durch Qualifizierungsmaßnahmen in den Bereichen E-Mobilität, Solartechnik und Recycling die nachhaltige Nutzung des Produkts gesichert.
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Friedbert Pautzke
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung [BMBF]
Laufzeit: 2022-2024
Gesamtziel ist es, ein breites Spektrum von verfügbaren und kombinierbaren Antriebskomponenten für elektrische Fahrzeugantriebe zu erzeugen und den Integrationsaufwand planbar gering zu halten. Dafür soll im explorativen Projekt OMAx-Vehicle ein modulares Experimentierfahrzeug konzipiert werden, das die Kompatibilität und Kommunikation elektrischer Komponenten von unterschiedlichen Herstellern in unterschiedlichen Leistungsklassen ermöglicht.
Um dieses Vorhaben in seiner Komplexität möglichst effektiv und lösungsorientiert umzusetzen, wird der methodische Ansatz des Modellbasierten Systems Engineerings (MBSE) gewählt. Durch die innovative Anwendung von Modellen zur Unterstützung des Systems Engineering (SE) soll eine durchgängige digitale Verlinkung in der gesamten Modellstruktur erzeugt und damit die Möglichkeit zu einer besseren Kommunikation, Dokumentation undDurchgängigkeit innerhalb sämtlicher Entwicklungsprozesse erzielt werden. Dieser methodische Ansatz wird die Grundstruktur für das Modelbasierte Engineering bilden.
Dabei werdenaus den bereits vorhandenen realen mechatronischen Systemen des elektrischen Antriebs (OMEx-DriveTrain) disziplinspezifisch und disziplinübergreifend digitale Zwillinge erzeugt. Die realen Objekte und Prozesse werden dabei nicht einfach „nur“ digital abgebildet, das Digitale-Zwillings-Konzept stellt den Anspruch eine Kommunikation von Daten und Informationen zwischen realen und virtuellen Objekten/Prozessen zu erzeugen. Anhand dieser einzelnen Simulationsmodelle kann eine Gesamtsimulation aufgebaut werden, die eine virtuelle Konfiguration, Verifizierung und Abstimmung der Gesamtauslegung des Antriebsstrangs und der Steuerung mit einfachen Mitteln ermöglicht.
In der Kombination mit der OMEx-DriveTrain-Plattform kann das rein virtuelle Testen des
elektrischen Antriebs um X-in-the-Loop erweitert werden. Dabei können die digitalen Zwillinge
zum einen als Instanz (digitaler Schatten) für die Datenerfassung zum Analysieren und Optimieren und zum anderen als effiziente Entwicklungsmöglichkeit neuer Produkte dienen.
Dadurch soll die Konzipierung eines vollständig modularen Experimentierfahrzeugs mit batterieelektrischen sowie auf Brennstoffzellentechnologie basierenden Antriebsstrang ermöglicht
werden. Die Brennstoffzellentechnologie wird nicht nur als virtuelles Abbild erzeugt, sondern
auch im reellen aufgebaut, getestet und als Alternative zum batterieelektrischen Energiespeicher in die OMEx-DriveTrain-Plattform integriert.
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Semih Severengiz
Ansprechpartner: Jaron Schünemann (Wissenschaftlicher Mitarbeiter)
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Laufzeit: Juli 2022 - Juni 2024
Der Verkehrssektor steht vor einer großen Transformationsaufgabe. Hierzu zählt sowohl die Reduktion von Treibhausgasemissionen und Luftschadstoffen als auch die Schaffung von digitalen, smarten Angeboten für eine höherer Ressourcen- und Flächeneffizienz insbesondere in urbanen Räumen. Gleichzeitig müssen Lösungen zukunftsrobust und bezahlbar bleiben. Sharing- und Logistikdienste mit Light Electric Vehicles (LEVs) können hierzu einen wichtigen Beitrag leisten. Zu den LEVs zählen elektrifizierte Leichtfahrzeuge wie z.B. E-Tretroller, Pedelecs, Lastenräder und E-Mopeds, die eine lokal emissionsfreie und energiesparende urbane Mobilität ermöglichen.
Die Nachhaltigkeit dieser Konzepte wird sowohl in der öffentlichen Debatte als auch innerhalb der Forschung kontrovers diskutiert. Im Feld der Mobilitäts- und Energiedienste gibt es eine Vielzahl von Betreibern mit unterschiedlichen Fahrzeug-, Batterie- und Energieversorgungssystemen sowie Geschäfts- und Betriebsmodellen. Es fehlen smarte und nachhaltige Lösungen zur effizienten sowie erneuerbaren Energieversorgung von LEVs. Das Vorhaben behandelt die Forschungsfrage, wie die Energieversorgungsinfrastruktur für LEVs gestaltet und mithilfe digitaler Lösungen mit unterschiedlichen Sharing- und Logistikdiensten verknüpft werden kann, um die Nachhaltigkeit des urbanen Mobilitätssystems zu verbessern.
Anknüpfend an das durch das BMBF geförderte Teilprojekt SCiSusMob I ist der innovative Kern des Vorhabens weiterhin die ganzheitliche Betrachtung von Mobilität und Energieversorgung aus der Perspektive der Nachhaltigkeitswissenschaften unter Berücksichtigung einer zukunftsfähigen digitalen Infrastruktur. Fokus dieses Teilprojekts ist die Erprobung und Validierung der Forschungsergebnisse des Vorprojekts im Reallabor, insbesondere in Hinblick auf die gemeinsame Plattform für Mobilitäts- und Energiedienste. Im Ergebnis entsteht eine standardisierte Methodik zur Bewertung der Nachhaltigkeitswirkung von Mobilitätsdiensten in Kommunen in Form eines Bewertungs-Tools. Das Lösungskonzept umfasst eine multikriterielle Bewertung der Auswirkungen von neuartigen Mobilitätsdiensten auf kommunale Verkehrssysteme. Bestandteil der Analyse sind die im Vorprojekt identifizierten Kriterien wie z.B. Substitutionseffekte und CO2-Einsparung. Ferner werden Logistikdienste als potenzielle zusätzliche Nutzer von Energieversorgungssystemen betrachtet. Darüber hinaus wird das Token-Economy-System, für das zuvor eine Taxonomie erarbeitet wurde, anwendungsnah erprobt, um anhand von Felddaten weitere Forschungserkenntnisse zum Nutzerverhalten zu generieren. Dies soll neue Geschäftsmodelle ermöglichen, die Akzeptanz der Nutzenden fördern und Anreize für die Nutzung und Integration erneuerbarer Energien im Lösungsansatz setzen.
Weiterführender Link:
Labor für Nachhaltigkeit in der Technik
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Friedbert Pautzke, Tobias Scholz, M.Sc.
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) – Förderinitiative „Batteriematerialien für zukünftige elektromobile, stationäre und weitere industrierelevante Anwendungen (Batterie 2020 Transfer)“
Laufzeit: November 2022 – November 2025
Gesamtziel der Projektidee „UniZuB“ besteht aus der Entwicklung, Testung und Optimierung einer soft- und hardwaretechnischen Lösung zur Gesundheitsbewertung (State of Health; SOH) von Hochvoltbatterien (HV-Batterien), die auf computergestützten Simulationen sowie praktischen Versuchen basiert und im Feld angewendet und getestet wird.
Der zu entwickelnde Zustandsschätzer (im Weiteren auch Diagnosetool oder Batterietester genannt) wird im Projektzeitraum von drei Jahren kooperativ und anwendungsorientiert mit Partnern aus Industrie und Forschung und weiteren Anspruchsgruppen u. a. durch Nutzung der experimentellen, transdisziplinären
Design Thinking Methode durchgeführt. Mit der AVL DiTEST GmbH (AVL) als Entwickler von Messequipment für HV-Systeme und der Zweidenker GmbH (2D), die sich u. a. auf Cloud-Lösungen spezialisiert hat, sind zwei starke Industriepartner an dem Projekt beteiligt, die großes Interesse an der Entwicklung eines Diagnosetools für die Zustandsschätzung von HV-Batterien besitzen. Darüber hinaus ist die Kenntnis über den Gesundheitszustand von HV-Batterien für die AWG Abfallwirtschaftsgesellschaft mbH Wuppertal (AWG) als zukünftiger Anwender des Diagnosetools sehr relevant im Kontext der Entscheidungsfindung „Second-Life vs. Recycling“ bei Verwertungsbetrieben. Auf Basis der Ergebnisse werden mittels eines standardisierten „Blueprints“ Handlungsempfehlungen für Autoverwertungsbetriebe ausgesprochen. Dieser Aspekt ist besonders wichtig im Hinblick auf die steigenden Verkaufszahlen von Elektrofahrzeugen. Die industrielle Entwicklung wird begleitet durch die Forschungsarbeit der drei beteiligten akademischen Partner: Institut für Elektromobilität (IfE, Hochschule Bochum), Neue Effizienz gGmbH (NEF, An-Institut der Bergischen Universität Wuppertal), Lehrstuhl für Elektromobilität und Energiespeichersystem (EES, Bergische Universität Wuppertal). Des Weiteren liefern die Ergebnisse aus UniZuB hilfreiche Impulse für den rechtlich erforderlichen Zustandsbericht für HV-Batterien vor einem Transport.
- Entwicklung einer schnellen, zuverlässigen sowie adaptierbaren Analysemethodik für die Zustandsschätzung von HV-Batterien
- Entwicklung eines Demonstrators für ein universelles Schnelldiagnosegerät zur Zustandsschätzung von HV-Batterien (inkl. Machbarkeitsnachweis)
- Entwicklung von Cloud-Lösungen für die Speicherung von Labor-/Real-/Werkstattdaten
- Realisierung einer nachhaltigen Wertschöpfungskette von HV-Batterien (Circular Economy)
- Wissens- und Technologietransfer hinsichtlich der Lebenszyklusbetrachtungen von HV-Batterien zur Entscheidungsfindung „Second-Life oder Recycling“
- Entwicklung einer einheitlichen Systematik zur Gefährdungsbeurteilung für den Transport von Elektrofahrzeugen mit Abschleppwagen und das Batterierecycling bei Autoverwertungsbetrieben
Weiterführende Links:
Institut für Elektromobilität der Hochschule Bochum
Lehrstuhl für Elektromobilität und Energiespeichersysteme der Bergische Universität Wuppertal
Neue Effizienz gGmbH, An-Institut der Bergischen Universität Wuppertal
AWG Abfallwirtschaftsgesellschaft mbH Wuppertal
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Semih Severengiz
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Laufzeit: Dezember 2020 - November 2024
Das InnoVET-Projekt “UpTrain” soll zur Neugestaltung und Steigerung der Attraktivität, Qualität und Gleichwertigkeit beruflicher Bildung im gewerblich-technischen Bereich der Mobilitätsbranche beitragen. Durch die zunehmende Bedeutung des öffentlichen Verkehrs, des demografischen Wandels und des Fachkräftemangels benötigen Verkehrsunternehmen bis zum Jahr 2025 ca. 100.000 zusätzliche qualifizierte Personalstellen. Gleichzeitig ist die Qualifizierung des bestehenden Personals erforderlich, um den Anforderungen der Digitalisierung, Elektrifizierung und Automatisierung gerecht zu werden.
Ziel des Projektes ist deshalb, die nachhaltige Stärkung der Durchlässigkeit der Branchenbildung und der Attraktivität beruflicher Bildung. Dies soll durch die Konzipierung digitaler Lerninhalte für eine Mobilitätsakademie, sowie durch die Entwicklung trialer Aufstiegsfortbildungen, d.h. die Vernetzung von Verkehrsunternehmen, Hochschulen und Industrie, erreicht werden. Im Verlauf des Forschungsprojektes sollen zukunftsrobuste und gesamtheitliche Weiterbildungsmodelle für die Branche des öffentlichen Verkehrs (ÖV) umgesetzt und erprobt werden. Das Labor für Nachhaltigkeit in der Technik der Hochschule Bochum kooperiert im Rahmen des Projekts mit weiteren Hochschulen sowie Verkehrsunternehmen. Verbundkoordinator ist die VDV-Akademie.
Das Labor für Nachhaltigkeit in der Technik wird eigene kooperative Lernsequenzen in den Bereichen Energieerzeugung und -versorgung, neuartige Mobilitätsangebote sowie Szenariotechnik fortentwickeln und umsetzen. Darüber hinaus werden neue digitale Lerninhalte für die Qualifizierungen nach dem Blended Learning-Konzept erstellt und in den kooperativen Lernsequenzen genutzt. Zudem arbeitet die Hochschule Bochum mit bei der Konzeptionierung einer institutionsübergreifenden Bildungsberatung und beteiligt sich an der Evaluation des Projektprozesses sowie der Publikation der Projektergebnisse auf Konferenzen.
Das Projekt “UpTrain” wird gefördert im Rahmen des Ideenwettbewerbs „InnoVET: Zukunft gestalten – Innovationen für eine exzellente berufliche Bildung“ aus Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF).
Mit dem Programm InnoVET fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) bundesweit Projekte mit dem Ziel, die Attraktivität, Qualität und Gleichwertigkeit der beruflichen Bildung zu steigern. Durchgeführt wird das Programm vom Bundesinstitut für Berufsbildung (BIBB).
BObby E-Scooter
Das BObby E-Scooter Projekt der Hochschule Bochum, unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Semih Severengiz (FB E), verbindet bisherige Sharingsysteme mit innovativer neuer Technik. Derzeit forschen die Studierenden hier ganz praktisch an wegweisenden nachhaltigen Mobilitätskonzepten im urbanen Raum.
Das BObby-Team aus Bachelor- und Masterstudierenden testet Elektromotorroller im Sharingservice, die eine platzsparende und günstige Alternative zum Auto darstellen sollen. Die Ziele der Projektgruppe sind klar definiert: Treibhausgasemissionen sollen gesenkt werden und die Verkehrsbelastung abnehmen, damit eine flexible und schnelle Fortbewegung möglich ist. Im Projekt werden nicht nur Forschungen zu den Elektromotorroller angestellt, die studentischen Mitglieder beschäftigen sich auch mit Konzepten zum Betrieb der Sharingdienste.
Weitergehende Informationen zum E-Scooter Projekt
Das Cargo Pedelec Projekt dient der Entwicklung alternativer Elektromobilität für die Zukunft. Es werden die Vorteile des Radfahrens mit den Vorzügen des elektrischen Automobils in einem nachhaltigen Fahrzeugkonzept vereint werden, um die Alltagstauglichkeit des Fahrrades zu steigern. Mehr Informationen
Qualitätssicherungsverfahren für piezoelektrisch angetriebene Kfz-Kraftstoffinjektoren
Unter dem Druck der Emissionsgesetzgebung mit strengen Grenzwerten sowie den Kundenansprüchen hinsichtlich der Kraftstoff-Verbrauchswerte und des Drehmoment-Drehzahl-Verhaltens wird aktuell mit den piezoelektrisch angetriebenen Injektoren eine neue Einspritztechnologie für Diesel- und Otto-Motoren in den Markt eingeführt. Diese Piezoinjektoren ermöglichen als Schlüsselkomponente in modernen Direkteinspritzsystemen höchste Einspritzdrücke bis 2050 bar, Mehrfacheinspritzung im gesamten Kennlinienfeld sowie die präzise Kraftstoffdosierung, womit die Ansprüche des Gesetzgebers und der Kunden befriedigt werden können.
Piezo-Injektor
Die entscheidenden Vorteile der Piezo-Technik können nur über den gesamten Lebenszyklus des Injektors garantiert werden, wenn auch die Einspritzmenge konstant gehalten wird. Daraus ergibt sich, dass der Piezoaktor als Antriebselement des Injektors in der Großserienfertigung hinsichtlich höchster Präzision und Ausfallsicherheit prozesssicher beherrschbar sein muss. Als Grundlage für ein robustes Einspritzsystem soll ein wissenschaftlich abgesichertes Qualitätssicherungsverfahren entwickelt werden. Im Rahmen eines Forschungsprojektes werden dazu an der Hochschule Bochum Möglichkeiten zur Charakterisierung der Aktoren im Großsignalbereich untersucht. Mit Hilfe von Lebensdauertests wird das Maß der Degradierung dieser Aktor-Großsignaleigenschaften ermittelt. Darüber hinaus sollen geeignete Verfahren zur beschleunigten Alterung und zur künstlichen Initiierung von Aktorschäden definiert werden. Mit dem zerstörungsfreien Verfahren der Impedanzspektroskopie wird die Möglichkeit zur Detektion unterschiedlicher Aktorschäden unter Zuhilfenahme statistischer Methoden erforscht. Aus den Ergebnissen dieser Untersuchungen soll ein produktionsbegleitendes Qualitätssicherungsverfahren zur Früherkennung von Aktorschäden abgeleitet werden.
BO-SolarCar (Aktuelles) SolarCar Historie 2001-2019
Das Konzept für Elektrofahrzeuge ist nicht gerade neu. Bereits 1899 entwickelte Ferdinand Porsche das sogenannte Lohner-Porsche-Elektromobil, und Camille Jenatzy durchbrach die "Schallmauer" mit 100km/h. Seitdem brachten fast 100 Jahre keine nennenswerte Entwicklung. Dennoch muss man in diesen Tagen die Elektromobilität neu bewerten!
Vor dem Hintergrund politischer Motivation, verbesserter Batterietechnik und der langsamen Verknappung fossiler Brennstoffe sowie strengeren Abgasnormen, stellt die Elektrifizierung des Antriebsstranges eine wichtige Säule in zukünftigen Antriebskonzepten dar.
Ein weiterer logischer Schritt ist nun die Energiegewinnung durch Solarzellen auf dem Karosseriedach, wodurch eine nahezu 100%ige Energienutzung auf Basis nachwachsender Rohstoffe erreicht werden kann. Die Umsetzung erfolgte in der nahen Vergangenheit vor allem durch die massive Steigerung der Energieeffizienz des Gesamtpakets Elektrofahrzeug. Hierzu gehören diverse neue Ansätze, die fast 100 Jahre nach den Pioniertaten von Porsche und Jenatzy seit nunmehr fast 10 Jahren durch das Solarcar-Team der Hochschule Bochum weiter gedacht und entwickelt werden. Hierzu gehören:
- Neue aerodynamische Ansätze
- Meilensteine im Bereich Karosserieleichtbau
- Extrem leichte und komfortable Fahrwerke mit integrierten Radnabenmotoren
- Einsatz von eigen entwickelten Radnarbenmotoren mit sehr niedrigem Gewicht und hoher Effizienz
- Neuste Batterie-Management Systeme
- Eigenentwicklung der gesamten Fahrzeugelektrik/-elektronik
- Strategieprogramme zum effektiven Einsatz der zur Verfügung stehenden Ressourcen
- Optimale Nutzung von Sekundäreffekten wie Bremsenergierückgewinnung
- Nutzung von Sonnenenergie
Acht Generationen
Hierzu sind bereits acht Generationen hocheffizienter Prototypen entstanden. Aus dem einstigen Ziel die Besten im Sinne von "schnell" zu sein entstand in den letzten Jahren die Überzeugung, dass die Fahrzeuge "alltagstauglich" werden müssen! Durch Sonnenenergie betrieben, von zahlreichen Sponsoren finanziert und durch Studenten gebaut entstanden Elektrofahrzeuge mit allen oben aufgeführten Entwicklungen.
Bei verschiedenen internationalen Wettbewerben konnte das Potenzial der verschiedenen Evolutionsstufen bereits Eindrucksvoll unter Beweis gestellt werden. Das Projekt umfasst Know-how in allen Themengebieten, die notwendig sind um ein modernes, sonnengetriebenes, hocheffizientes und vor allem alltagstaugliches Fahrzeug zu konzipieren, bauen und testen.
Im Jahr 2012 ging aus dem SolarCar-Projekt der Hochschule Bochum das SolarBuggy-Projekt hervor.
Zielsetzung
Das SolarBuggy-Team entwickelt Elektro-Buggys die hauptsächlich für den Offroad-Einsatz gedacht sind. Sie sollen den schwierigen Bedingungen einer Offroad-Strecke, wie Sand und Dünen, standhalten. Auf Grund von transporttechnischen Maßnahmen ist der Erwerb der Straßenzulassung ein weiteres Ziel beim Bau der SolarBuggys. Der SolarBuggy soll ein anderes Licht auf die Elektromobilität werfen und beweisen, dass es möglich ist und auch Sinn macht, ein Fahrzeug im Offroad-Einsatz mit Solarenergie zu betreiben.
"Open World"
Der gespendete Buggy mit Verbrennungmotor wurde zu einem Elektro-Buggy umgerüstet. Als Fahrzeug des SolarCar Teams fehlten schließlich noch die Solarzellen. In der zweiten Bauphase erhielt der Buggy eine Solaranlage, bei der die Solarpanels sich auf dem Dach befinden.
Abgeschlossene Projekte
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Semih Severengiz
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Laufzeit: März 2020- April 2021
Das Projekt BaaS-LEV ist Teil des Ruhrvalley-Verbunds, einem Zusammenschluss aus Unternehmen und Hochschulen im Ruhrgebiet, die das gemeinsame Ziel verfolgen, sichere und vertrauenswürdige Technologie für die Bereiche Mobilität und Energie zu schaffen. Dieses wird gefördert durch das BMBF im Rahmen des Förderprogramms “Starke Fachhochschulen – Impuls für die Region (FH-Impuls)”. Ziel des Projekts ist es, nachhaltige Konzepte für die Energieversorgung von Mikromobilitäts-Sharingdiensten zu erforschen, prototypisch zu entwickeln, anhand von Demonstratoren zu erproben und zu bewerten. Zu den untersuchten technischen Lösungen zählen innovative Batteriewechselstationen, die einen Batteriewechsel durch den Nutzer ermöglichen sowie Off-Grid Solarladestationen zur direkten erneuerbaren Energieversorgung der Fahrzeuge. Mit den untersuchten Konzepten soll das Projekt zu einer klimaverträglichen Verkehrswende beitragen. Zur Datenerhebung und zur anwendungsnahen Erprobung wird in Zusammenarbeit mit lokalen Partnern ein Pilotprojekt zum e-Scooter Sharing implementiert. Die Forschungsfragen behandeln Potenziale von Energieversorgungskonzepten zur Verminderung der Umweltwirkungen des Verkehrs, Möglichkeiten zur Integration erneuerbarer Energien für Mobilitätsanwendungen sowie soziale Aspekte der Nachhaltigkeit durch Akzeptanzforschung.
Im Anschluss an dieses explorative Projekt ist ein weiterführendes Vorhaben im Ruhrvalley-Verbund geplant. Ziel des weiterführenden Vorhabens ist, konkrete technische Lösungen für die smarte und nachhaltige Energieversorgung von LEV-Sharingdiensten als Battery-as-a-Service-Konzepte selbst zu entwickeln und umzusetzen. Diese Lösungen sollen sich insbesondere durch die die Entwicklung von Software- bzw. Blockchain-Lösungen zur Verknüpfung unterschiedlicher urbaner Mobilitäts- und Energiesysteme und die Abwicklung von Bezahl- und Nutzungsvorgängen sowie die ganzheitliche, iterative Optimierung hinsichtlich der Nachhaltigkeitsaspekte von vorhandenen Konzepten abheben.
BOdrive ist der auf einem elektrischen Antrieb basierende dezentrale Antriebsstrang, den die Hochschule Bochum mit den Partnern AS-Drives, elmoCAD Engineering, Scienlab gefördert im Rahmen des Programms „Rationale Energieverwendung, regenerative Energien und Energiesparen, progres.nrw“ und ThyssenKrupp Steel Europe als freier Partner entwickelt.
Ziel des Projektes ist es, die Energieeffizienz des elektrischen Antriebsstrangs zu erhöhen und die Kosten zu senken, indem unterschiedliche Topologien von elektrischen Antriebssträngen mit dezentralen Motoren simuliert, entwickelt und verglichen werden. Aufbauend auf den Simulationsergebnissen werden von einem Konsortium, das die gesamte Wertschöpfungskette mit einer hohen Fertigungstiefe abdeckt, den Anforderungen entsprechende Wechselrichter und Motoren entwickelt und Funktionsmuster aufgebaut. Diese sind notwendig, um Einflüsse zu ermitteln, die in der Simulation zum Teil nur in eingeschränkter Weise berücksichtigt werden können. Messungen und Tests an den unterschiedlichen Versuchsmustern ermöglichen es, die in der Simulation gewonnenen Parameter hinsichtlich Effizienz, Leistungsdichte, usw. zu verifizieren bzw. weitere zu ermitteln. Durch Auswertung der gewonnenen Erkenntnisse und unter Berücksichtigung der Kosten wird dann die für den automobilen Einsatzzweck optimale Kombination aus Wechselrichter und Motor ermittelt. Am Ende des Projektes sollen der Motor und der Wechselrichter überarbeitet und für eine spätere Serienfertigung optimiert werden.
Derzeit befindet sich das Projekt am Ende der ersten Konstruktionsphase.
BOmobil – so heißt der Elektrokleintransporter, den die Hochschule Bochum mit den Partnern Composite Impulse, Delphi, Scienlab, den Stadtwerken Bochum und dem TÜV NORD, gefördert im Rahmen des Wettbewerbs ElektroMobil.NRW serienreif entwickelt. Die Anforderungen von klein- und mittelständigen Unternehmen für den Regionalverkehr der Zukunft bestimmen das Konzept. Elektromobilität und ansprechendes Design müssen sich nicht ausschließen, das beweist das BOmobil. Technologisch zeigt der Prototyp eine radikale Abwendung von herkömmlichen Automobilkonzepten: keine zentrale Antriebseinheit mehr – stattdessen Radnabenmotoren. So entsteht Raum für die Neugestaltung des Innenraums. Zwei Sitzplätze, Platz für eine Normgitterbox, Höchstgeschwindigkeit ca. 130 km/h, Reichweite mehr als 150 Kilometer – Elektromobilität für den Alltag.
Alle Komponenten des elektrischen Antriebsstrangs werden im sogenannten Skateboard untergebracht, der tragenden Struktur, die unterschiedliche Karosserievarianten zulässt. Die Batterie, die Traktionswechselrichter und die Motoren sind „organisch“ zueinander angeordnet, dadurch lassen sich kurze Leitungswege und ein niedriger Schwerpunkt realisieren. Durch die selbst entwickelten Radnabenmotoren wird das Antriebsmoment dort generiert, wo es benötigt wird und die eingesparte Antriebseinheit im Aufbau vergrößert das Ladevolumen des Fahrzeugs.
Das Skateboard besteht aus Aluminium-Leichtbau-Profilen, die bei der Montage genietet und verklebt werden. Diese Variante des Aufbaus ermöglicht eine hochfeste Struktur, die sowohl die Tragfähigkeit für einen Kleintransporter, als auch die nötige Crash-Sicherheit für ein modernes Fahrzeug bietet. Der Aufbau aus geklebten und genieteten Elementen ermöglicht eine kostengünstige und einfache Produktion in einem manufaktur-ähnlichen Prozess.
Zur Kostenreduktion werden u.a. für das Fahrwerk Standardkomponenten vom OPEL Zafira verwendet. Dabei werden die komplette Bremsanlage inkl. Assistenzsysteme wie ABS, ESP und EBV, die Dreieckslenker und Stabilisatoren sowie die Federbeine übernommen und in das Design des Fahrzeugs integriert. Zur Kompensation der erhöhten ungefederten Massen durch die Radnabenmotoren erhalten die Dämpferelemente eine neue Abstimmung. Die Karosserie wird aus ABS-Kunststoff und Faserverbund-Kunststoff gefertigt. Die Kunststoffbauteile haben sowohl strukturelle, als auch wärme- und geräuschdämmende Funktion. Während in konventionellen Fahrzeugen Einscheiben-Sicherheits- und Verbundglas eingesetzt wird, erfolgt im BOmobil soweit möglich die Verwendung von Kunststoffscheiben.
Für die Batterie kommt Lithium-Eisen-Phosphat-Technologie zum Einsatz. Das nötige enge Temperaturband für deren Betrieb wird im Rahmen des Thermomanagement des Fahrzeuges realisiert. Die Auswahl geeigneter thermisch isolierender Karosserie- und Scheibenwerkstoffe ist dabei von zentraler Bedeutung, um eine aktive Kühlung bzw. Heizung in deutlich geringerem Maße als in konventionellen Fahrzeugen erforderlich zu machen.
Projektleitung:Prof. Dr. Friedbert Pautzke
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Förderprogramm Energie
Laufzeit: 2018 - 2022
Projektziel ist die Entwicklung eines durchgängigen Schnellladekonzeptes für Elektrofahrzeuge. Dieses Konzept soll die benötigte Energiemenge für eine Reichweite von 400 km innerhalb weniger Minuten realisieren. Dabei soll die gesamte Kette des Energieflusses beginnend beim elektrischen Netz bis zur Speicherung in der Fahrzeugbatterie betrachtet und optimiert werden.
- Hochleistungs-Ladeelektronik und -Ladestation
- Schnellladefähige Fahrzeugbatterie
- Optimiertes Fahrzeug-Thermomanagement
- Entwicklung Prototypenfahrzeug
In Zusammenarbeit mit den Unternehmen Hofer e-mobility, ElringKlinger AG, Keysight Technologies, Voltavision Gmbh, Innolectric AG konstruiert und entwickelt das Institut für Elektromobilität die benötigten Modifikationen des elektrischen Antriebstrangs, bis hin zur Systemintegration in ein Prototypenfahrzeug.
Projektleitung: Prof. Dr. Friedbert Pautzke
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), Förderprogramm FH-Impuls
Laufzeit: 2019 - 2022
Ziel des Projektes ist die integrierte Entwicklung von Infrastrukturen und Energiemanagementsystemen zur Einbindung modular aufgebauter Ladepunkte für Elektromobilität in eine heterogene metropolitane Energieerzeugungs- und Ladeinfrastruktur.
Dazu werden drei Szenarien betrachtet:
- Anbindung Fahrzeug - Ladepunkt Smart Home (Laden Zuhause), d.h. die Einbindung in Smart Home sowie Smart Building Konzepte zur besseren Nutzung von Eigenstrom, z.B. auch über Vehicle2Building (V2B).
- Anbindung Fahrzeug - Ladepunkt Smart Factory (Laden am Arbeitsplatz und halb-öffentlichen Raum), d.h. die Einbindung in Energiemanagementsysteme in Betrieben (Smart Factory) oder Nutzung von Eigenstrom.
- Anbindung Fahrzeug - Ladepunkt Smart Grid (Laden im öffentlichen Raum), d.h. die Einbindung Smart Grid Konzepte, u.a. auch Nutzung von Eigenstrom über öffentliche Energienetze oder Demand Side Management.
Dazu sollen Geschäftsmodelle, IT-Systeme (u.a. unter Nutzung des Internets der Dinge),
Services (u.a. Bezahlfunktionen) unter Berücksichtigung der rechtlichen und ökonomischen
Rahmenbedingungen betrachtet werden.
Kooperationspartner:
- Fachhochschule Dortmund - Institut für die Digitalisierung von Arbeits- und Lebenswelten iDiAl, Institut für Kommunikationstechnik IKT
- Westfälische Hochschule Gelsenkirchen - Westfälisches Energieinstitut, Institut für Internet-Sicherheit if(is)
- Allego GmbH, in-integrierte informationssysteme GmbH, Petring Energietechnik GmbH, Rohde & Schwarz Cybersecurity GmbH, ELE Emscher Lippe Energie GmbH, Stadtwerke Lünen GmbH, CP contech electronic GmbH, Scienlab engineering center GmbH
Projektleitung: Prof. Dr-Ing Semih Semih Severengiz
Fördermittelgeber: Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ)
Laufzeit: Jannuar 2021 - Oktober 2022
Die Bevölkerung und der Wohlstand der Republik Ghana wachsen. Mit der wirtschaftlichen Entwicklung steigt auch die Nachfrage nach Mobilitätsdienstleistungen, die vor allem für Autos und Mopeds besteht. Gleichzeitig verursachen diese Fahrzeuge eine hohe Umweltverschmutzung, wodurch Möglichkeiten für umweltfreundlichere Alternativen durch E-Mobilität geschaffen werden. Um die Umweltverträglichkeit zu verbessern, ist es jedoch wichtig, dass die für die Versorgung benötigte Energie aus einer erneuerbaren Quelle gewonnen wird.
Trotz der positiven wirtschaftlichen Entwicklung ist die Arbeitslosigkeit, insbesondere unter Jugendlichen, ein gesellschaftliches und politisches Problem in Ghana. Besonders ausgeprägt ist das Problem im formellen Sektor, wo das Wirtschaftswachstum nicht zu einer Erhöhung der Zahl der Arbeitsplätze geführt hat. Daher müssen Lösungen gefunden werden, die den Bedürfnissen nach Mobilität, Energiezugang und -versorgung gerecht werden und sich gleichzeitig positiv auf die Beschäftigung auswirken. Dies sind die Bereiche, in denen das Projekt E-Micromobility in Ghana ansetzt.
Das Projekt E-Micromobility in Ghana zielt darauf ab, Lösungen für den wachsenden Mobilitätsbedarf und die Umweltbelastung zu finden, indem Solarladestationen und Smart Mini-Grids zum Aufladen von elektrischen Lastenfahrrädern und Elektrorollern sowie Makerspaces am Projektstandort Kwame Nkrumah University of Science and Technology (KNUST), Kumasi, University of Energy and Natural Resources (UENR) und der Tema Export Processing Zone eingerichtet werden. Darüber hinaus soll im Rahmen des Projekts Elektromobilität einer breiten Bevölkerung zugänglich gemacht werden, wobei der Schwerpunkt auf der Schaffung von Arbeitsplätzen, dem Wissenstransfer und der Förderung des Privatsektors liegt.
Um die Umweltauswirkungen des Mobilitätssektors zu verringern, muss das Sharing-System von leichten Elektrofahrzeugen ausgeweitet und von der breiten Bevölkerung akzeptiert werden. Als Ausgangspunkt für ein Upscaling wird das Projekt zunächst auf dem Gelände der Partneruniversitäten (KNUST und UENR) repliziert. Hier werden die Universitäten selbst das Mobilitätsangebot für Studierende, Mitarbeiter und Besucher bereitstellen, sodass ein entsprechendes Geschäftsmodell entwickelt und die notwendigen Stellen für die Verwaltung und das Management des Sharing-Systems geschaffen werden könnten. Bei einer Übertragung des Projekts auf die Hochschulstandorte können langfristige Vorteile erzielt werden. Die Studierenden kommen bereits mit dem Thema der nachhaltigen Technologiegestaltung in Berührung. Viele werden später selbst solche Innovationen umsetzen oder in die Industrie einbringen und so den angestrebten Wissenstransfer festigen. Neben der Umsetzung des gemeinsamen E-Mobilitätsangebots können zwischen den drei Partnerhochschulen auch Workshops, Lehrveranstaltungen, Studierendenaustausch, Abschlussarbeiten sowie Gastvorlesungen zu den Themen nachhaltige Mobilität und Entwicklung stattfinden
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Iris Mühlenbruch
Fördermittelgeber: Verkehrsverbund Rhein-Sieg
Laufzeit: 2013 - 2018
Im Rahmen des Projektes „Einführung eines kommunalen Mobilitätsmanagements in den Modellkommunen Alfter und Bergisch Gladbach“ wird das kommunale Mobilitätsmanagement als Daueraufgabe in der Kommune verankert und dafür eine geeignete Organisationsstruktur vor Ort geschaffen. Die Kommunen werden fachlich unterstützt und beraten, u. a. bei der Erstellung eines Mobilitätskonzeptes. Mittel für Einzelmaßnahmen werden bereitgestellt.
Die Hochschule Bochum ist mit der Evaluation dieses Projektes beauftragt und soll den Aufbau des kommunalen Mobilitätsmanagements in den Kommunen begleiten und erfassen. Dabei werden die „Veränderungen in den Köpfen“ von Schlüsselpersonen gemessen, wie auch die Veränderungen von (Verwaltungs-)Strukturen, Einstellungen und Meinungen zum Mobilitätsmanagement insgesamt sowie zum entwickelten Mobilitätskonzept und eine Bewertung der Wirksamkeit der vorgesehenen Maßnahmen vorgenommen. Die Erkenntnisse werden in den laufenden Prozess eingebracht und Handlungsempfehlungen für zukünftige Projekte formuliert.
Weiterführende Links:
Institut für Mobilität und Verkehrssysteme
Projektleitung: Prof. Dr. Friedbert Pautzke
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Förderprogramm ZIM
Laufzeit: 2018-2019
Projektziel ist die Entwicklung eines elektrischen Antriebs für Oldtimer, der als Hybridlösung mit minimalsten Eingriffen und Änderungen in die Fahrzeuge integrierbar ist. Diese Änderungen sollen komplett rückbaubar sein. Zudem sollen die Fahrzeuge mit dem Hybridantrieb die Klassifizierung als Oldtimer mit H-Kennzeichen behalten können. Die Umbauten sollen im Einklang mit den bestehenden Sicherheitsnormen vorgenommen werden. Der Einsatz des elektrischen Antriebs soll auf den innerörtlichen Bereich beschränkt sein.
Am Beispiel des Porsche 911 wird in einer Kooperation mit
- Roland Heidl Automobiltechnik
- AS Drives GmbH
der entsprechende hybride Antrieb entwickelt.
Termingerecht wurde der Messeprototyp KARO am Institut für Elektromobilitätder HochschuleBochum fertiggestellt und der Firma Artega übergeben.
Auf der IAA2015 in Frankfurt präsentierte die Artega GmbH und Co. KG. das neue elektrische Fun-Mobil KARO. Maßgeblich war das Institut für Elektromobilität an der Gesamtfahrzeugkonstruktion beteiligt. Die tragende Struktur, Fahrwerk und Antriebsstrang wurden in nur sechs Monaten von wissenschaftlichen Mitarbeitern und Studenten unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Friedbert Pautzke entwickelt. Das Fahrwerk orientiert sich konstruktiv am Formelrennsport. Hier, am konkreten Objekt konnte HochschuleBochum-Mitarbeiter und langjähriger Formel 1 Ingenieur Dipl.-Ing. MBA Heinz Zöllner mit besonderer Freude seine jungen Nachwuchsingenieure u.a. in die Geheimnisse der Fahrwerkstechnik im Motorsport einweihen.
Herzstück des elektrisch angetriebenen Quads ist eine 96V Lithium-Ionen-Batterie auf Nickel-Mangan-Kobalt-Basis aus dem Hause Voltabox in Delbrück. Insgesamt vier Module gewährleisten eine Reichweite von 80km. Die Hochvolt-Batterie garantiert dem elektrischen Antriebsstrang in jedem Lastpunkt die erforderliche Leistung. Die am Institut für Elektromobilität ausgesuchten Antriebskomponenten sorgen mit einer Nennleistung von 15kW und einer kurzzeitigen Spitzenleistung von 38kW für puren Fahrspaß, der sich in ungezügeltem Vorwärtsdrang und einer Beschleunigung von 0 auf 80km/h in unter 5 Sekunden wiederspiegelt. Das Antriebsmoment des Elektromotors wird über das am Institut für Elektromobilität eigens für das KARO entwickelte Getriebe übertragen. Die Momentenverteilung auf die Räder übernimmt ein Differential aus dem Motorsportbereich des Hauses Drexler.
Mehreren Studenten der HochschuleBochum erhielten im Rahmen dieses Projekts die Möglichkeit, erfolgreich den Bachelor bzw. Masterabschluss mit hochinteressanten Themenstellungen zu erlangen. Besonders attraktiv war für die Absolventen, nach theoretischer Auslegung auch an der praktischen Umsetzung zeitnah mitarbeiten zu können und dies in einer Organisationsstruktur mit direkten Kommunikationswegen, die die Projektarbeit bei einem zukunftsorientierten Entwicklungsdienstleister abbildet.
In seiner Erscheinung perfektioniert wurde der Messehingucker durch die formschöne Karosserie aus glasfaserverstärktem Kunstoff, die bei der Proceda GmbH gefertigt wurde. Das Design entstammt der Feder von Klaus Dieter Frers, Begründer und Eigentümer der Artega GmbH, der schon im Jahre 2007 mit dem Sportwagen Artega GT auf dem Genfer Autosalon für Aufsehen sorgte.
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Sebastian Seipel
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) (Projektträger: VDI Technologiezentrum GmbH)
Laufzeit: 2018 - 2022
Kritische Verkehrsinfrastrukturen wie Bahnhöfe sind heute technisch, organisatorisch und personell noch nicht darauf eingestellt, im Rahmen von großräumigen Evakuierungen betrieben werden zu müssen. Ziel des Verbundprojektes „Optimierung der Verkehrskapazität von Bahnhöfen im Krisen- und Katastrophenfall (KapaKrit)“ ist es, die Verkehrskapazität von Bahnhöfen für den Krisen- und Katastrophenfall – insbesondere im Kontext einer großräumigen Evakuierung – zu erhöhen. Es sollen die methodischen Grundlagen erforscht werden, welche notwendig sind, die Verkehrsströme innerhalb und im direkten Umfeld eines innerstädtischen Hauptbahnhofes beschreiben und optimieren zu können. Das Teilvorhaben des Verbundpartners Hochschule Bochum „Betrachtung der Leistungsfähigkeit an und im Umfeld von Bahnhöfen“ legt dabei den Fokus auf die technischen und betrieblichen Merkmale des Eisenbahnverkehrs an und im regionalen Umfeld von Bahnhöfen, die im Krisen- und Katastrophenfall zu zentralen Anlauf-, Start- und Knotenpunkten der Evakuierung werden. Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens können zudem dazu beitragen, eine leistungsstarke Eisenbahnverkehrsinfrastruktur auch im Normalbetrieb oder in anderen Szenarien sicherzustellen.
Weiterführende Links:
Projektleitung: Prof. Dr. Michael Schugt
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), Förderprogramm FH-Impuls
Laufzeit: 2019-2020 (06.2019-12.2020)
Besonders beim beschleunigten Laden und Entladen von Lithium-Ionen-Batterien kommt es zu unerwünschten mechanischen und thermischen Belastungen der Zellen und damit zu einer beschleunigten Alterung der Batterie. Im Rahmen des Projekts LiMOdPress wird ein neuartiger Ansatz für den Aufbau von Batteriesystemen auf Basis der von der Westfälischen Hochschule patentierten hydraulischen Verpressung untersucht. Hiermit wird die Kühlung und die Verspannung der Batteriezellen im System optimiert um damit Langzeitstabilität sowie der Leistungsdichte von Lithium-Ionen-Batteriesystemen gegenüber typischen Systemen zu erhöhen.
Beteiligte Partner: Institut für Elektromobilität (Hochschule Bochum), Westfälisches Energieinstitut (Westfälische Hochschule Gelsenkirchen), Voltavision GmbH
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Iris Mühlenbruch
Fördermittelgeber: Umweltbundesamt in Kooperation mit der Planersocietät Dortmund
Laufzeit: 2018 - 2021
Das Forschungsvorhaben MONASTA beleuchtet den wissenschaftlichen Erkenntnisstand aus den Richtlinien und Empfehlungen zur Straßenraumgestaltung, stellt gelungene Praxisbeispiele gegenüber und evaluiert mehrere Modellprojekte. Innovative Maßnahmen zur Neuaufteilung des Straßenraums werden in Köln, Aachen, Kiel und Leipzig hinsichtlich ihrer Wirkung evaluiert, hierzu werden Vorher-Nachher-Erhebungen durchgeführt. Zudem werden im Rahmen einer Prozessevaluation Hemmnisse und Erfolgsfaktoren bei der Maßnahmenentwicklung und -umsetzung identifiziert. Im Rahmen des Projektes wird untersucht:
- welche Möglichkeiten einer nutzergerechten und sicheren (Neu-)Aufteilung des Straßenraum zwischen dem motorisierten und nicht-motorisierten Verkehr existieren, wo eine verträgliche Koexistenz unterstützt werden kann und welche weiteren Nutzungsansprüche bestehen,
- welchen Beitrag eine Neuverteilung des Straßenraum für eine nachhaltige Mobilitätskultur in den Städten und zur Steigerung der Lebensqualität leisten kann und
- welche Verteilungen für bestimmte Nutzungssituationen auch unter Berücksichtigung des „ruhenden Güterverkehrs“ am geeignetsten sind.
Weiterführende Links:
Projektleitung: Prof. Dr. Friedbert Pautzke
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), Förderprogramm FH-Impuls
Laufzeit: 2017-2020
Entwicklung eines verteilten Prüfstand- und Entwicklungssystems für komplexe technische Systeme
Im Zuge des Projekts wird eine Systemlösung für die Digitalisierung und standortunabhängige Nutzung von Prüfsystemen erarbeitet und prototypisch implementiert. Anhand der Problemstellung des elektrischen Antriebsstrangs werden die Systemsimulation und das Testmanagement sowie Testfahrzeuge und Prüfanlagen in Echtzeit, primär über das Industrial Internet of Things (IIoT), vernetzt. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der IT-Infrastruktur, die eine echtzeitfähige und sichere Kopplung von Prüfanlagen ermöglicht.
Unternehmen werden in die Lage versetzt, kooperativ gesamte Engineering-Ketten darzustellen und ortsungebunden Entwicklungs- und Prüfdienstleistungen am Markt zu platzieren.
Kooperationspartner:
- Fachhochschule Dortmund - Institut für die Digitalisierung von Arbeits- und Lebenswelten iDiAl
- Westfälische Hochschule Gelsenkirchen - Institut für Internetsicherheit if(is)
- Auktora GmbH, Behr-Hella Thermocontrol GmbH, itemis AG, Scienlab electronic systems GmbH, Voltavision GmbH, XingSYS GmbH
Projektleitung: Prof. Dr. Friedbert Pautzke
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Förderprogramm Energie
Laufzeit: 2019-2020
Mit sogenannten Velomobilen wird versucht, die Vorteile einer emissionsfreien und energie-sparenden urbanen Nahmobilität mit Pedelecs mit grundlegenden Sicherheits- und Komforteigenschaften von Pkws zu vereinen. Dabei ist es bisher nicht gelungen, ein Fahrzeugkonzept zu entwickeln, dass modular und multifunktional die Flexibilität für unterschiedliche Nutzungsbereiche erfüllt und kommerziell in Serie gefertigt wird. Eine Reihe wissenschaftlicher und technischer Fragen sind weiterhin offen. Dies betrifft sowohl Fragen des technischen Designs, betriebswirtschaftliche Fragen zum Aufbau einer Velomobil-Produktion sowie sozialwissenschaftliche Fragen zur gesellschaftlichen Akzeptanz, Nutzungsbarrieren und regulatorischen Rahmenbedingungen für Velomobile.
Ziel des Projektes ist es daher, in einer Potenzialstudie alternative Fahrzeugkonzepte, Nutzungsauslegungen und Modelle für eine verteilte Produktion und den Vertrieb von Velomobilen zu erarbeiten. Im Ergebnis sollen so die Grundlagen geschaffen werden, um eine Open-Source-Forschungs- & Entwicklungsplattform „Autofahrrad" zum Einsatz vor allem auf Radschnellwegen zu entwickeln: das „RS1 Mobil".
Ziel des SepeD-Projekts ist das Erforschen von Produktionsabläufen und -maschinen für die Produktion und Montage von permanent erregten Direktantrieben. Die Konzepte werden auf Basis eines Motorprototyps, welcher an der Hochschule Bochum entwickelt wurde, erarbeitet. Im Fokus der Konzeptfindung steht die Durchführbarkeit in der Serienproduktion. Es wird von einer Jahresproduktion von 50.000 Maschinen ausgegangen. Die angenommene Taktzeit beträgt fünf Minuten.
Der Produktionsprozess wird in viele Teilprozesse gegliedert, welche einzeln detailliert untersucht werden. Für die einzelnen Produktionsschritte wird das geeignete Fertigungsverfahren ausgewählt.
Bei der Betrachtung stehen drei Arbeitsschritte in besonderem Interesse. Für diese Prozesse werden konkrete Maschinen erarbeitet, welche in der Serienproduktion eingesetzt werden können:
Magnethandling
Die Permanentmagnete werden in das Blechpaket des Rotors eingebracht und dort anschließend fixiert. Dieser Prozess gestaltet sich aufgrund des magnetischen Felds der einzelnen Magnete sehr problematisch.
Produktion und Montage der Spulen
Bei dem betrachteten Motor kommen Formspulen zum Einsatz. Es handelt sich hierbei um vorgefertigte Spulen welche erst nach dem Wickelprozess auf das Blechpaket des Stators aufgeschoben werden. Diese Spulen werden in einem automatisierten Wickelprozess produziert. Im Rahmen des Prozesses muss sichergestellt werden, dass die verhältnismäßig starre Litze eng und geordnet auf den Wicklungsträger gewickelt wird um einen hohen Füllfaktor der zu wickelnden Spule zu erreichen.
Nach der eigentlichen Produktion der Spulen werden diese auf den Stator aufgeschoben, gegen Lösen gesichert und anschließend verschaltet.
Fügeprozess von Rotor und Stator
Der fertige mit Magneten bestückte Rotor wird bei der Endmontage über den Stator geschoben. Das sehr starke Magnetfeld in Kombination mit den großen Massen der einzelnen Komponenten gestaltet diesen Arbeitsschritt sehr herausfordernd.
Für jeden der drei Fertigungsschritte wird eine entsprechende QM Strategie erarbeitet.
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Semih Severengiz
Fördermittelgeber: Ministerium für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen
Laufzeit: 2019
Im Rahmen des Förderprogramms "FH BASIS 2018" untersuchte das Labor für Nachhaltigkeit in der Technik smarte Akkuade- und Wechselsystemkonzepte in Bezug auf nachhaltige Sharing-Anwendungen im Bereich der e-Mobilität. Zur Durchführung der Forschungsarbeiten wurde eine Akkulade- und Wechselstation beschafft und auf dem Gelände der Hochschule Bochum (Westseite des D3-Gebäudes) aufgestellt. Dem gewählten Produkt „Swobbee“ der Fa. Greenpack liegt ein modulares Konzept zugrunde, das unterschiedliche Batterietypen verschiedener Geräte (Motorroller, Tretroller, Lastenräder, Geräte für den Garten- und Landschaftsbau etc.) integriert.
Das Projektteam, testet unter Beteiligung von 16 Studierenden der Hochschule mithilfe der Akkuwechselstation neue Möglichkeiten der Energieversorgung von Light Electric Vehicles (LEV). Sie führten dazu im Förderzeitraum Funktionstests und Versuche mit Testflotten z.B. zur Beurteilung der sozialen Akzeptanz und des realen CO2-Einsparpotentials durch.
Die Station wird seit der Aufstellung im Dauerbetrieb genutzt. Sie trägt dazu bei, die Hochschule Bochum in den zentralen Zukunftsfeldern der Mobilität, Energieforschung und Digitalisierung zu einem Schaufenster für nachhaltige Sharing-Anwendungen auszubauen.
Bei der Produktion automotive tauglicher Leistungselektronik müssen Hersteller viele neue Anforderungen beachten. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden muss die Fertigungstechnologie im Rahmen der Elektromobilität neu entwickelt werden.
Mit der Elektromobilität beschäftigt sich die Hochschule Bochum seit langer Zeit sehr intensiv. Im Rahmen der Förderlinie 2 des FH Extra Programms forscht die HS Bochum in Kooperation mit der HS Hamm-Lippstadt an „Technologie zur Produktion von elektrischen Leistungskomponenten für die Elektromobilität „ (TechPek). Zusammen mit dem KMU Scienlab, welches über sehr gute Forschungs- und Entwicklungskompetenzen verfügt, werden Komponenten aus der Leistungselektronik, die bereits im BOmobil Projekt entwickelt worden sind, produktionstechnisch optimiert.
Projektleitung: Prof. Dr. Haydar Mecit, Leonie Wegener
Link zu der personenbezogenen Seite der HSBO
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Laufzeit: Juli 2020 – April 2021
Projektkurzbeschreibung:
Bei der Frage, wie smarte Städte der Zukunft aussehen und funktionieren, rücken vor allem Vernetzungs- und Digitaltechnologien auf Basis neuer Use Cases für die Bereiche Energie und Mobilität in den näheren Fokus. Während sich Ökosysteme wie Apple iOS und Google Android zum Quasi-Standard für Smartphone-Plattformen entwickelt haben, so z.B. zur Energiesteuerung in Wohnungen (Smart Home) oder dem Sharing von vernetzten E-Kleinstfahrzeugen (Smart Mobility), sind Smart-City-IT-Plattformen für Städte noch am Anfang ihrer Entwicklung. Aufgrund dieser Relevanz Plattform gebundenen Use Cases (und entsprechender Hard- & Software) kommt folglich auch der Betrachtung von solchen Forschungskonzepten eine besondere Bedeutung zu, welche die Entwicklung von integrativen, interdisziplinären und intersektoralen Untersuchungsansätzen verfolgen. Denn angesichts der eingeforderten Energie- und Mobilitätswende sowie nationalen und EU-Klimaschutzzielen wird deutlich, dass zur Entwicklung nachhaltiger Städte die Akteure der Sektoren Wissenschaft, Wirtschaft und öffentliche Institutionen bzw. städtischen Einrichtungen enger und systematischer zusammenarbeiten müssen.
Dementsprechend ist Gegenstand der Vorstudie der initiale Aufbau eines Smart-City-Forschungslabors, welches u.a. im Rahmen von Workshops als Kollaborationsort für eben besagte Akteure dient. Hier sollen solche Smart Energy- & Smart Mobility Use Cases auf Basis des Stands der Wissenschaft & Technik erforscht und entwickelt werden, die später als Input für Business Cases dienen können. Dazu sollen erste Teile angebundener Reallabore in Form von Sensorik und Geräten im städtischen Umfeld (Demonstratoren) als Datenlieferanten fungieren. Per Client-Server-Betrieb zur (Sensor-)Datenübermittlung und per 3D-Visualisierungen zu Gebäuden und Stadtquartieren sollen Digital-Twin-Untersuchungsansätze genutzt werden
Weiterführender Link:
Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines Logistikkonzeptes sowie der Transportfahrzeuge zur umweltfreundlichen, d. h. zur abgas- und lärmfreien Nahbereichsversorgung von Ballungsräumen mit Gütern unterschiedlicher Art.
Im Rahmen des Vorhabens soll zum einen der Einsatz von leistungsstarken Elektromotoren in Transportfahrzeugen für die Sammel- und Verteilverkehre und zum anderen die Bereitstellung der elektrischen Energie in entsprechenden Batterien erforscht und realisierbare Ansätze für eine Erfolg versprechende Umsetzung entwickelt werden. Hierbei stehen also nicht nur die Entwicklung von effizienten Gesamtsystemen aus Elektromotor, Akkumulator, Leistungsregelung, Ladestationen etc. im Vordergrund der Arbeit, sondern auch die Entwicklung neuartiger Transportmittelkonstruktionen sowie die Konzeption angepasster Logistikstrukturen für die Transportabwicklung, für die zwischenzeitliche Aufladung von Akkumulatoren oder für deren Tauschmöglichkeiten.
Das Fahrzeugkonzept besteht aus einem elektromobilen Zugfahrzeug und einem selbstangetriebenen Anhänger. Das Gespann fährt komplett batteriebetrieben, wobei der Gesamtverbrauch durch den Selbstantrieb des Anhängers verringert wird und somit höhere Reichweiten erzielt werden können. Ziel ist es, das zemi-sec-Fahrzeugkonzept so zu gestalten, dass es ähnliche Anforderungen, wie der im Nahverkehr normalerweise eingesetzte 7,5 Tonner, erfüllen kann.
Das Transportkonzept wird real umgesetzt und während eines Feldversuchs auf Praktikabilität für Logistikdienstleister überprüft. Das Projekt wurde im Innovationswettbewerb „Ausgezeichnete Orte im Land der Ideen 2013/2014“ als Preisträger ausgezeichnet. Kooperationspartner sind neben der Hochschule Bochum das Institut für Postfossile Logistik, die Firmen Elektro-Automatik, IMST und die DB Schenker AG. Das Projekt läuft noch bis Ende 4/2015, ist im Förderprogramm progress.nrw angesiedelt und wird aus Mitteln der EU aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung und dem Land NRW vom Ministerium für Wirtschaft, Energie, Industrie, Mittelstand und Handwerk gefördert.
Projekttitel: Zwischenstudie SCiLivLabs – Zwischenstudie zu Smart City Living Labs - Ruhr
Projektleitung: Prof. Dr. Haydar Mecit
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Laufzeit: 2021 - 2022
Das Ziel des Vorhabens ist die Weiterentwicklung und Detailkonzeption zu Smart City Anwendungsfällen als potenziell replizierbare Blaupausen zu den Bereichen Smart Environment, Smart Mobility und Smart Energy mittels Smart-City-Reallaboren, -Prototypen und
-Simulationen mithilfe einer Zwischenstudie. Die Zwischenstudie baut nun auf den in der Vorstudie durchgeführten, initialen Aufbau und die Inbetriebnahme von Hauptteilen eines Smart-City-Forschungslabors als Kollaborationsort für verschiedene Smart-City-Akteure auf. Die dabei angebundenen Teile von Smart-City-Reallaboren, welche zu Testzwecken im urbanen Raum in der Vorstudie eingerichtet wurden, wie vernetzte Sensoren, Geräte und Fahrzeuge, sollen nun um weitere. Datenlieferanten ergänzt und weiterentwickelt werden. Die gewonnenen Daten sollen über eine in der Vorstudie begonnene, weiter aufzubauende Smart-City-IT-Plattform im Client-Server-Betrieb gesammelt, analysiert und weiterverarbeitet werden. Die derart erhaltenen Daten sollen wiederum im Forschungslabor zur weiteren Konzeption von Smart Environment-, Smart Mobility- und Smart Energy Use Cases herangezogen werden. Ein wesentlicher Gegenstand der Zwischenstudie ist daher der weitere Ausbau eines Smart-City-Forschungslabors, welches u.a. im Rahmen von Workshops als integrativer, interdisziplinärer und intersektoraler Kollaborationsort dienen soll. Dabei sollen solche Smart Environment-, Smart Mobility und Smart Energy Use Cases auf Basis des Stands der Wissenschaft & Technik erforscht werden, die später auch als Input für Business Cases dienen können. Das Forschungsvorhaben verfolgt ganzheitliche und integrative Untersuchungsansätze, zumal angesichts der eingeforderten Energie- und Mobilitätswende deutlich wird, dass zur Entwicklung nachhaltiger Städte die Akteure der unterschiedlichen Sektoren Wissenschaft, Wirtschaft und öffentliche Institutionen bzw. städtischen Einrichtungen enger und systematischer zusammenarbeiten müssen.
Weiterführender Link:
Das Projekt BatMan, gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung, wurde von 2010 bis 2013 im Institut für Elektromobilität der Hochschule Bochum erfolgreich durchgeführt. In diesem Projekt wurden zwei Arten von Batterie Management Systeme (BMS) entwickelt, für den Einsatz in Elektrofahrzeugen.
Die Lithium-Ionen Batterien haben bis dato dank hoher Kapazität und Leistung für die Speicherung elektrochemischer Energie das größte Potenzial Anforderungen der Elektromobilität zu erfüllen. Diese führen auch einige Nachteile mit sich: Brandgefahr bei Fehlfunktion, hohe Kosten, begrenzter Lebensdauer und aufwendiger Aufbau aus hunderten bis zu tausenden von Einzelzellen. Daher ist eine umfangreiche Überwachung und Steuerung der Batterien nötig.
Die elektrischen Energiespeicher stellen eine bedeutende Schlüsselkomponente in der Elektromobilität dar. Zwar hat sich mittlerweile herauskristallisiert, dass Lithium-Ionen-Batterien in den zukünftigen Elektro- und Hybridfahrzeugen eingesetzt werden, dennoch besteht an dieser Stelle noch erheblicher Forschungs- und Entwicklungsbedarf.
Das BATEM-Forschungsprojekt beschäftigt sich mit der Entwicklung von Testsystemen für elektrische Energiespeicher im Bereich der Elektromobilität. Die Systeme werden produktionsbegleitend zur Qualitätssicherung und in der Entwicklung der Energiespeicher sowie zu deren Charakterisierung eingesetzt.
Der hohe technische Anspruch entsteht hier aus den Anforderungen, die Elektro- und Hybridfahrzeuge an die Energiespeicher stellen. Bei Spannungen bis zu 600V wird über 200kW elektrische Leistung von den Energiespeichern gefordert.
Das in dem Forschungsprojekt zu entwickelnde Endstufenkonzept wird dafür genutzt, neue Ansätze zur Charakterisierung der Energiespeicher zu erarbeiten. Eine geeignete Methode scheint hier die Großsignal-Impedanzspektroskopie zu sein. Im Gegensatz zu bisherigen Messmethoden, bei denen die Impedanz mit Stromamplituden bis maximal 30A gemessen wird, werden hier Amplituden bis zu 600A verwendet. Die bisher oft eintretenden Fehleinschätzungen bei der Interpretation der Kleinsignal-Charakterisierung treten hier durch die direkte Messung der Großsignal-Kenngrößen nicht mehr auf.
Von besonderem Interesse ist eine Charakterisierung der Energiespeicher im Kurz- und Langzeitverhalten. Da es noch keine standardisierten Prüfverfahren gibt, werden diese im Rahmen des Projekts zusammen mit den OEMs und Zulieferern ermittelt und entsprechende Testabläufe definiert.
Das Projekt ist grob in drei Phasen gegliedert. In der ersten Phase wird das Batterietestsystem unter Berücksichtigung der speziellen Anforderungen aus der Elektromobilität realisiert. In der zweiten Phase wird das entwickelte Batterietestsystem zu einem universell einsetzbaren System zur leistungsfähigen Charakterisierung verschiedener Energiespeicher in applikationsnahen Arbeitspunkten weiterentwickelt. Die letzte Phase beschäftigt sich mit der Charakterisierung der verschiedenen Energiespeicher. Die hier gewonnen Daten dienen als Grundlage für detaillierte Simulationsmodelle verschiedener Energiespeicher.
Das Projekt ELEVTRA, gefördert durch die Europäische Union und dem Lifelong Learning Program, wird bis Ende 2014 im Institut für Elektromobilität der Hochschule Bochum erarbeitet. In dem Projekt wird eine so genannte E-Lernplattform für die Berufsaus- und Weiterbildung zum Fahrzeugmechatroniker und -Konstrukteur ausgearbeitet.
Das Projekt wird vom Fundación Metal in Asturien, Spanien geleitet und zusammen mit vier weiteren Europäischen Partnern durchgeführt:
ISSA (Integrovaná střední škola automobilní), Brno, Tschechien,
Šolski center Velenje, Velenje/Wöllan, Slowenien,
shecco SPRL, Brüssel, Belgien
Die Universität in Oviedo, Spanien.
Klassischerweise wird das Testen und Prüfen von Invertern an einem elektromechanischen Aufbau vorgenommen. Der zu testende Wechselrichter betreibt eine elektrische Maschine, die wiederum durch eine Bremsmaschine mit einem Drehmoment belastet wird. Um Kosten und Entwicklungszeit zu sparen, geht man dazu über, auf reale Maschinen zu verzichten und diese durch einen Maschinenemulator zu ersetzen. Mit Hilfe eines Simulationsmodells der Maschine wird das Verhalten der Maschine während dem Test des Wechselrichters berechnet. Die Leistungselektronik des Maschinenemulators belastet den Prüfling dann in der Weise, die die Simulation vorgibt.
Innerhalb dieses Projektes wurde sowohl die echtzeitfähige Schnittstelle zwischen einem Echtzeit-PC und den Emulatoren, als auch das Modell einer PMSM entwickelt. Zudem wurde die Einbettung des Maschinenmodells in eine Fahrsimulation vorgenommen, sodass im Power-Hardware-in-the-Loop Verfahren das Gesamte Fahrzeug im beliebigen Fahrzyklus abgebildet werden kann. So entstehen Lastprofile an der zu testenden Komponente und das Systemverhalten kann früh analysiert werden.
Im Projekt StrInnoCar ist es das Ziel eine gemeinsame Wertschöpfungsstrategie für kleinere und mittlere Unternehmen (KMU) in Nordrhein-Westfalen zur Produktion und Entwicklung innovativer Fahrzeuge zu erarbeiten.
Konsortialführer: Lehrstuhl für Produktionsmanagement der RWTH Aachen
Projektpartner:
- Institut für Elektromobilität der Hochschule Bochum
- FH Aachen (Karosserietechnik)
- StreetScooter GmbH
- Heggemann autosport GmbH
- Brabus GmbH
Kurzzusammenfassung des Projekts laut Bewerbung:
Die Automobilproduktion befindet sich nach einhundertfünfundzwanzig Jahren Entwicklungs- evolution des konventionellen Antriebsstrangs an einem Scheideweg. Zur Befriedigung des Mobilitätsbedürfnisses der heutigen und zukünftigen Gesellschaft werden innovative Fahrzeuge benötigtum die gestiegenen Anforderungen hinsichtlich Ökologie, Ökonomie und sozialen Gesichtspunkten zu erfüllen. Jedoch bestehen vielfältige komplexe Herausforderungen in der Produktion und Entwicklung innovativer Fahrzeugkonzepte:
- Es liegt ein erheblicher Kostendruck vor, um für potenzielle Kunden eine preisliche Attraktivität zu schaffen.
- Anfängliche Stückzahlen sind deutlich kleiner als bei vergleichbaren Automobilen mit konventionellem Antriebsstrang, so, daß Skaleneffekte kaum vorliegen
- Das Konzept der Fahrzeugentwicklung und –produktion von großen Automobilherstellern (OEMs) ist auf die veränderten Rahmenbedingungen nicht übertragbar
Gefordert wird ein neues Konzept der innovativen Fahrzeugentwicklung und –produktion das es kleinen und mittleren Unternehmen erlaubt, neue Antriebstechnologien und neu entwickelte Fahrzeuge mit geringen Investitionen und einer Vielzahl an Partnern-die sich alle auf ihr Kerngeschäft und somit auf ihre Kernkompetenzen konzentrieren- zur Serienreife zu bringen.
Ziel ist es eine Wertschöpfungsstrategie für innovative Fahrzeugkonzepte zu entwickeln, die Markt- und Ressourcenanforderungen internalisiert, variable Teilstrategien für unterschiedliche Stückzahlen und Risiken beinhaltet und in einem Anwendbaren Leitfaden zusammengefasst wird. Kleinen und mittleren Unternehmen in Nordrhein-Westfalen soll damit die Möglichkeit eröffnet werden, sich aktiv in der Automobilproduktion in KMU-Netzwerken zu beteiligen und damit nachhaltig Wissen, wirtschaftliche Erfolge und Arbeitsplätze in der Region zu sichern.
