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Simulierte Steuerungen und gemanagte Batterien
Die Universität Ulm auf der Hannover-Messe Industrie
Auf der Hannover-Messe Industrie ist der Gemeinschaftsstand der baden-württembergischen Hochschulen über die letzten Jahre zur festen Institution geworden. Auch in diesem Jahr, vom 23. bis 28. April 2001, ist ein solcher zu besichtigen, besetzt mit Exponaten aus Aalen, Karlsruhe, Ravensburg/Weingarten, Stuttgart, Tübingen und natürlich Ulm. Die Abteilung Energiewandlung und -speicherung (Prof. Dr. Herbert Kabza) der Universität Ulm präsentiert drei Exponate. Wonderbits GbR, eine Ausgründung der Abteilung Neuroinformatik, stellt - wie schon im April auf der CeBIT - »tetrixx« vor, ein Baukastensystem zur Konstruktion und Programmierung autonomer Roboter für Ausbildung und Lehre.
Eine Boeing namens Golf
Noch vor zehn Jahren fast chipfrei, wird das Auto heute mehr und mehr zum rollenden Computer. In naher Zukunft dürfte der Wert eines Kraftfahrzeugs zu rund einem Drittel von dem seiner elektronischen Komponenten bestimmt werden. Und wie gut sich das autonomisierte Automobil schließlich fährt, ist im wesentlichen eine Frage der Software. Die muß nicht nur intelligent, sondern auch robust sein. Mit beispielsweise rund 300 Betriebsstunden pro Einzelfahrzeug beim VW Golf liegt die Betriebsdauer eines Steuergerätes zwar vergleichsweise niedrig - multipliziert mit der millionenfachen Stückzahl absolviert ein solches Teil aber leicht die Gesamtlaufzeit der Steuerkomponenten eines Linienjets wie der Boeing 737. Die Entwickler müssen davon ausgehen, daß alle Fehler, die auftreten können, während der Lebenszeit eines Steuergerätes auch auftreten. Teure und unerquickliche Rückrufaktionen aber sollen tunlichst vermieden, Unfälle soweit möglich ausgeschlossen werden. Der Aufwand für den Test der Funktionen und ihrer Zuverlässigkeit ist deshalb enorm. Da sich im Fahrzeug nicht alle Fehlersituationen nachstellen lassen, wird das System aus Steuergerät und Fahrzeug zunächst simuliert und dabei bereits auf sein Verhalten bei Fehlern vorgetestet. Im zweiten Schritt führt ein Teststeuergerät die in der Simulation entwickelten Funktionen am Fahrzeug, z.B. im Prüfstand oder in einem Testfahrzeug, aus. Erst danach wird das Modell zur Serienfertigung freigegeben.
SimControl, eine Neuentwicklung der Abteilung Energiewandlung und -speicherung der Universität Ulm, deckt einen Teil dieser Entwicklungskette ab, indem es ermöglicht, die bereits vorab in der Simulation erprobten Funktionen ohne den Umweg über ein von Hand geschriebenes Programm direkt auf das Testsystem zu übertragen. Mittels Steckkarten ist das System an unterschiedlichste Anforderungen anpaßbar und kann problemlos mit anderen Systemen verknüpft werden. Dipl.-Ing. Andreas Wagener und seine Arbeitsgruppe verwenden ihre Entwicklung unter anderem in einem Prüfstand für einen hybriden PKW-Antrieb.
Baukasten für Roboter
Autonome mobile Roboter stehen bei Lehrern und Schülern seit langem gleichermaßen hoch im Kurs. Sie stünden noch höher, wären sie nicht für die Bedürfnisse der meisten öffentlichen Bildungseinrichtungen zu unflexibel und für ihre Kassen zu teuer. Gut, daß es nun »tetrixx« gibt. Der Autonom-Mobilroboter-Baukasten der Firma Wonderbits enthält eine breite Palette aufeinander abgestimmter mechanischer Bauelemente aus Aluminium, Spezialteile wie Räder und Getriebe, Motoren, Sensoren und Microcontroller, dazu TIDE, ein Do-it-yourself-Paket zur Entwicklung der passenden Software. Den Lehrinstituten bietet tetrixx eine ausgezeichnete Chance, die Qualität ihrer Ausbildung zu verbessern und Auszubildenden neben einem attraktiven Technik-Image auch fächerübergreifendes Wissen zu vermitteln. Eine enge Kooperation mit dem TCSI - The Cool Science Institute ermöglicht eine kostengünstige Kalkulation, so daß tetrixx auch für schmale Budgets finanzierbar bleibt.
Virtuelles Reißbrett
FAHRSIM tut, was sein Name andeutet: es läßt virtuelle Autos fahren. Nicht spaßeshalber, versteht sich, sondern zum Zwecke der Untersuchung konventioneller und alternativer Antriebssysteme hinsichtlich Längsdynamik, Energieverbrauch und Energie-Management. Auf der Grundlage von Fahrzyklen, Karosserie-, Motor- und Speichersystemdaten können Fahrleistung, Kraftstoffverbrauch, Schadstoffemissionen und Betriebsstrategie herkömmlicher Verbrennungsantriebe ebenso wie Hybrid-, Brennstoffzellen- oder Elektrofahrzeugstrukturen analysiert und optimiert werden. Das auf kommerziell erhältlicher Software aufgebaute Programmpaket, Produkt einer Arbeitsgruppe um Dipl.-Ing. Christian Körner, eignet sich besonders als Werkzeug zur automatisierten Entwicklung von Antriebs-Übersetzungen.
Batterie-Manager
Mehr Zuverlässigkeit und längere Lebensdauer verspricht Dipl.-Ing. Peter Seger künftig für die Traktionsbatterie, den chemischen Tank von Elektro- und Hybridfahrzeugen. Dafür sorgen soll ein von seiner Arbeitsgruppe entwickeltes vollautomatisches Batteriemanagement-System. Durch zyklisches Messen der wichtigsten Größen aller Zellen (Temperatur, Spannung, Strom etc.) wird die augenblickliche Belastung des Speichers festgestellt. Das System vergleicht und berechnet die Werte und überwacht den Betrieb. Es liefert Informationen zur Analyse, steuert die Kühlung und schützt die Batterie vor Überlastung. Typ und Größe der Batterie spielen keine Rolle. Dank seines hierarchischen Aufbaus im Baukastenprinzip wird das System auch mit großen Datenmengen fertig.
Criteria of this press release:
Electrical engineering, Energy, Information technology
transregional, national
Research results
German
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