Neue Werkzeuge für die Prüfung und Modellierung von Elektrofahrzeugen
Derzeit gibt es eine Reihe von Unzulänglichkeiten beim Entwurf und der Entwicklung von Elektrofahrzeugen. Simulationsmodellen von elektrischen Komponenten mangelt es an Genauigkeit und die Interaktion zwischen den Komponenten ist nicht bekannt. Auch gibt es keine Optimierung unter realen Bedingungen und bestimmte Fahr- und Stresssituationen werden nicht berücksichtigt. Diese Mängel führen zu suboptimalen elektrischen Antriebssystemen. Darüber hinaus sind die Prüfverfahren auf Verbrennungsmotoren ausgelegt, und die Bemühungen, sie auf EV-Anforderungen anzupassen, sind noch nicht ausreichend. Das Projekt ASTERICS (Ageing and efficiency simulation & testing under real world conditions for innovative electric vehicle components and systems) wurde initiiert, um sich diesen Herausforderungen anzunehmen, indem ein systematischer und umfassender Ansatz für Design, Entwicklung und Prüfung von elektrischen Antriebssträngen eingeführt wird. Das Konzept von ASTERICS basierte auf vier Bausteinen. Erstens definierten die Forscher eine Reihe von realen Nutzungsprofilen des Antriebszyklus basierend auf der Verwendung von Daten zu EV, Kundenanforderungen und Flotten unter realen Bedingungen. Diese Informationen dienten der Ermittlung und Spezifizierung repräsentativer Betriebsbedingungen, Leistungsanforderungen und Einschränkungen für EV-Komponenten, sowie von Stressszenarien, Anwendungsfällen und Bewertungskriterien. In einer zweiten Phase entwickelte das Team fortschrittliche Testverfahren, die Komponentensimulationsmodelle für Batterie, Wechselrichter und Elektromotor automatisch einpflegen. Indem sie reale Bedingungen von Antriebskomponenten mit der erforderlichen Genauigkeit und Berechnungsgeschwindigkeit simulieren können, eignen sich diese Modelle für alle Phasen des Entwicklungsprozesses an Modell, Software und Hardware sowie für andere Testumgebungen. Danach befassten sich die Forscher mit der Optimierung von kompletten Systemen, indem sie die hochgenauen Subsystemmodelle durch Komponenten und Schnittstellen vereinten. Dies ermöglicht eine genaue Simulation, Kalibrierung und Optimierung des gesamten Antriebsstrangs in Bezug auf Fahrzeugleistung und Energieeffizienz. Es unterstützt außerdem die Überprüfung anhand von realen Fahrzyklen in frühen Phasen des Entwicklungsprozesses. Die entwickelten Technologien werden voraussichtlich eine wichtige Rolle bei der Optimierung von Energiedimensionierung und Energiemanagementstrategien in den frühesten Entwicklungsphasen eine wichtige Rolle zu spielen. Ziel ist, die Effizienz und Leistung von EV um mindestens 20% zu erhöhen. Die Werkzeuge sollten auch eine 50%-ige Reduzierung der Gesamtentwicklungszeit und des Testaufwands für EV und deren Komponenten ermöglichen.
Schlüsselbegriffe
Elektrofahrzeuge, Verbrennungsmotor, elektrische Antriebssysteme, ASTERICS
