IAV präsentiert in Aachen neue Entwicklungen für umweltfreundliche Fahrzeuge

04.10.2012 // Berlin – IAV wird beim 21. Aachener Kolloquium Fahrzeug- und Motorentechnik (8. bis 10. Oktober 2012) mit drei Exponaten vertreten sein: Auf dem Stand des Unternehmens werden eine hoch integrierte Antriebseinheit für Elektrofahrzeuge, ein neuartiger Ottomotor mit Zylinderzuschaltung und eine von IAV entwickelte HiL-Umgebung gezeigt. Die Technische Universität Berlin stellt in einem Bericht die Ergebnisse eines FVV-Vorhabens vor, das gemeinsam mit der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg und IAV durchgeführt wurde und sich mit einem geräuschgeregelten Dieselmotor beschäftigt.

Das Exponat „IAV DrivePac EV80“ ist eine kompakte Einheit aus Elektromotor und Zweigang-Getriebe, die im Fahrzeug wenig Raum beansprucht und besonders gewichtssparend konstruiert wurde. Für den Antrieb sorgt eine Asynchronmaschine mit 50 Kilowatt Dauer- und 80 Kilowatt Maximalleistung, die ein Dauerdrehmoment von 150 Newtonmetern und ein Maximaldrehmoment von 300 Newtonmetern aufweist.

Das integrierte Zweiganggetriebe in Planetenradsatzbauweise kann über einen großen Geschwindigkeitsbereich ein hohes Achsmoment energieeffizient zur Verfügung stellen – dadurch steigen der Komfort und die Effizienz eines E-Fahrzeuges deutlich: Im unteren Geschwindigkeitsbereich verbessern sich Steigfähigkeit und Beschleunigungsvermögen, während die Höchstgeschwindigkeit schon bei geringeren Drehzahlen der E-Maschine erreicht werden kann.

Simulationen zeigen, dass durch das Zweigang-Getriebe die Steigfähigkeit um 88 Prozent zunimmt, während die Beschleunigung von null auf 100 zwölf Prozent weniger Zeit in Anspruch nimmt – von null auf 60 sinkt sie sogar um 32 Prozent.

Auch im NEFZ zeigen sich klare Vorteile: Der Verbrauch sinkt dort um 16 Prozent. Das DrivePac EV80 ist so konstruiert, dass es in den Segmenten A (Kleinstwagen), B (Kleinwagen) und C (Kompaktklasse) eingesetzt werden kann.

Der I2+2 Motor senkt den Verbrauch im NEFZ um fast 14 Prozent

Beim zweiten Exponat, dem I2+2-Motor, haben die IAV-Entwickler das Konzept der Zylinderabschaltung intelligent abgewandelt: Sie kombinieren zwei Zweizylindermotoren mit jeweils 0,8 Litern Hubraum, die 360 Grad Zündabstand aufweisen und durch eine Nebenwelle sowie zwei Zahnradpaare miteinander verbunden sind. Bei geringer Last ist einer der beiden Teilmotoren abgeschaltet und komplett vom Antriebsstrang getrennt – das vermeidet die hohen Reibungsverluste, die bei der klassischen Zylinderabschaltung auftreten, weil dort der stillgelegte Teilmotor mitgeschleppt werden muss. Bei Bedarf wird der zweite Motor automatisch zugeschaltet.

Durch das neue Konzept sinkt das Motorreibmoment im verbrauchsrelevanten Drehzahlbereich um 22 Prozent. Das führt dazu, dass der Verbrauch des I2+2-Motors im NEFZ um 13,7 Prozent sinkt, was 19 Gramm CO2 pro Kilometer entspricht. Im Zyklus 2 geht er um 6,2 Prozent zurück (entsprechend 9 Gramm CO2 pro Kilometer) – dieser Zyklus weist eine andere Lastverteilung auf und führt zu mehr Umschaltvorgängen zwischen Zwei- und Vierzylinderbetrieb als der NEFZ.

IAV miniECUS: Baustein für virtuelle Prüfstände für die Gesamtfahrzeugsimulation

Ebenfalls auf dem IAV-Stand zu sehen: IAV miniECUS (Electronic Control Unit Stimulus), eine HiL-Umgebung, die von IAV entwickelt wurde. In Aachen zeigen die IAV-Experten, wie sich IAV miniECUS mit einem Motorsteuergerät und einem Dieselmotor-Streckenmodell unter der GT Suite kombinieren lässt. IAV verfolgt als erstes Unternehmen aus der Automobilentwicklung das innovative Konzept, die Toolplattform GT für physikalische HiL-Anwendungen zu nutzen.

Ein solcher „virtueller Prüfstand“ kann physikalische Modelle des Verbrennungsmotors und der Abgasnachbehandlung miteinbeziehen und dient zur Entwicklung von Betriebs- und Regelstrategien, die den Verbrauch und die CO2-Emissionen verringern – ohne den Einsatz von Prototypen. Fernziel der IAV-Entwickler ist der Einsatz von Gesamtfahrzeugmodellen, um die Zeit auf dem Prüfstand zu verkürzen und den Entwicklungsprozess zu beschleunigen.

Zu jedem Exponat wird ein IAV-Experte auf dem Stand in Aachen anwesend sein, der Fachfragen beantworten kann und für Interviews zur Verfügung steht: Lutz Stiegler (DrivePac EV80), Dr. Jörg Roß (I2+2-Motor) und Winfried Schultalbers (IAV miniECUS).

Vortrag zum geräuschgeregelten Dieselmotor

Die Technische Universität Berlin stellt in einem Vortrag das gemeinsam mit der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg und IAV entwickelte Konzept eines geräuschgeregelten Dieselmotors vor. Es entstand im Rahmen eines FVV-Forschungsvorhabens und nutzt die Körperschallsignale des Motors, um Informationen über Verbrennung, Einspritzung und Geräuschemissionen zu gewinnen. Sie können für ein körperschallbasiertes Motormanagement genutzt werden – bisherige Ansätze setzen dafür Zylinderdrucksensoren ein, die sich aber wegen der hohen Kosten und der noch zu geringen Lebensdauer nur bedingt für den Serieneinsatz eignen.

In ihrem gemeinsamen FVV-Forschungsprojekt haben die beiden Forschungsstellen und IAV eine intelligente Signalverarbeitung für den Körperschall des Motors entwickelt, die neue Strategien für die Regelung eines Dieselmotors ermöglichen – so lassen sich ein geringer Kraftstoffverbrauch, niedrige Emissionen und ein optimiertes Geräuschverhalten erreichen. Mit diesem neuen Ansatz haben die Projektpartner die Leistungsfähigkeit der zylinderdruckbasierten Motorsteuerung erreicht, ohne ihre spezifischen Nachteile in Kauf nehmen zu müssen. Die Praxistauglichkeit dieses Ansatzes haben sie zudem an einem Anwendungsbeispiel nachgewiesen.

Das ist IAV:

IAV ist mit mehr als 4.500 Mitarbeitern einer der weltweit führenden Engineeringpartner der Automobilindustrie. Das Unternehmen entwickelt seit über 25 Jahren innovative Konzepte und Technologien für zukünftige Fahrzeuge. Zu den Kernkompetenzen gehören serientaugliche Lösungen in allen Bereichen der Elektronik-, Antriebsstrang- und Fahrzeugentwick-lung. Zu den Kunden zählen weltweit alle namhaften Automobilhersteller und Zulieferer. Neben den Entwicklungszentren in Berlin, Gifhorn und Chemnitz verfügt IAV über weitere Standorte in Europa, Asien sowie Nord- und Südamerika.