Forschungsprojekte

Die Integration von E-Maschinen stellt in vielen Bereichen eine Herausforderung dar. Ein zentraler Punkt dabei ist die Kühlung, welche einen großen Einfluss auf Baugröße, -form und Leistungsvermögen hat. Für hohe Leistungsdichten wird daher die Wasserkühlung eingesetzt. Diese führt in der derzeitigen Ausführung als Kühlspirale den Nachteil eines axialen Temperaturgradienten mit sich. Das bedeutet, die E-Maschine wird einseitig wärmer und muss somit früher Leistungsbegrenzt werden.

Im Rahmen des Projektes sollen neuartige Kühlstrukturen untersucht werden um die Wasserkühlung im allgemeinen zu Verbessern, aber auch die Temperaturgradienten zu minimieren.
Durch das IEM wird der Bereich der Verlustberechnung, sowie Simulation der Kühlung abgedeckt.
Die Fischer Elektromotoren GmbH besticht durch die Kompetenz der Berechnung, Fertigung und Vermessung elektrischer Antriebe.
Mit der Martin Halbgewachs GmbH & Co. KG besteht die Möglichkeit im Bereich der additiven Fertigung neuartige Ansätze in die elektrischen Antriebe zu bringen.

[1] F. J. Feikus, P. Bernsteiner, R. F. Gutiérrez, and M. Łuszczak, “Weiterentwicklungen bei Gehäusen von Elektromotoren,” MTZ Motortech Z, vol. 81, no. 3, pp. 42–47, 2020, doi: 10.1007/s35146-019-0180-5.

• Untersuchung bestehender Kühlgeometrien im Hinblick auf Effizienz und Verbesserungspotenziale
• Aufbau eines Verlustmodells der elektrischen Maschine
• CFD-Berechnungen von neuartigen Strukturen in Kühlkanälen zur Verbesserung der Kühlleistung
• Aufbau von Prototypen zur Evaluierung neuartiger Kühlgeometrien

Hinter dem Projekt "IETDC" verbergen sich elektrifizierte Lastenanhänger mit intelligenter Antriebsregelung. Lastenanhänger sind umweltfreundliche Transportlösungen für den urbanen Lieferverkehr, welche über einen eigenen elektrischen Antrieb verfügen und somit den Transport von schwerer Ladung ermöglichen. Gleichermaßen stellt dieser Eingriff in die Fahrdynamik die Entwicklung vor neue Herauforderungen, da nur durch eine intelligente Regelung die maximale Fahrsicherheit hergestellt werden kann.

Was ist die Idee?

Die elektrifizierten Lastenanhänger sollen nicht von Hand gesteuert werden, sondern mit Hilfe einer eigens entwickelten Fahrdynamikregelung. Die Nutzung erfolgt weiterhin wie bei einem normalen Fahrradanhänger, welcher rein mechanisch an ein Fahrrad angehängt werden kann. Mithilfe eines ausgewählten Sensorsets erfasst der Anhänger Einflüsse, die auf Ihn einwirken. Anschließend berechnet er daraus seinen aktuellen Fahrzustand und entscheidet intelligent und selbständig welches Drehmoment an seinem Motor abgegeben werden soll. Das Sensorset soll sich hierbei auf den Anhänger und die Zugdeichsel beschränken, sodass der Nutzer keine weitere Verkabelung an seinem Fahrrad verlegen muss.

Was ist das Ziel?

Das Ziel ist die Entwicklung eines intelligenten und selbstständig agierenden Anhängers, welches den Nutzer in jeder Fahrsituation optimal unterstützt. Hierbei liegt das Augenmerk besonders auf der Herstellung von Fahrsicherheit durch geregelte Eingriffe des elektrischen Antriebs in die Fahrdynamik. Der neu entwickelte Trailer ermöglicht hierbei durch einen Allrad-Antriebsstrang die Drehmomentverteilung zwischen linkem und rechtem Rad (engl. Torque Vectoring). Dabei soll die Drehmomentverteilung in kritischen Situationen, wie beispielsweise dem Aufschaukeln des Anhängers, zur Stabilisierung des Gespanns genutzt werden.

Die derzeitige Entwicklung befasst sich mit der Integration der Sensorik in einem eigens entwickelten Prototyp sowie der Modellbildung und Optimierung der Regelung. Unterstützt durch unseren Projektpartner Typhon HIL erfolgt die Simulation des Antriebsstrangs sowie der Fahrdynamik auf einem Typhoon HIL 604 in Echtzeit. Durch Einbindung des später verwendeten Steuergeräts kann die Regelung somit bereits vor der realen Erprobung auf Tauglichkeit geprüft werden.

Immer mehr E-Fahrzeuge begegnen uns im alltäglichen Straßenverkehr und daraus ergeben sich neue Möglichkeiten und Herausforderungen - Wie tanke bzw. lade ich ein E-Fahrzeug? Sind E-Fahrzeuge wirklich brandgefährlich? Warum sinkt im Winter die Reichweite? Wie verhalte ich mich bei einem Unfall? Kann ich einen Stromschlag bekommen? Wo kann ich Laden? Darf ich an einem E-Fahrzeug selbst die Reifen wechseln?

In Zusammenarbeit mit der Deutschen Fahrlehrer Akademie e.V (DFA e.V.) erforscht das IEM den aktuellen Stand der Elektromobilität und generiert daraus ein Schulungskonzept für Fahrlehrer/innen. Ziel ist die Erhöhung der Akzeptanz der Elektromobilität und der souveräne Umgang mit E-Fahrzeugen.

Die Simson Schwalbe ist ein Roller mit 50 ccm, welcher in der DDR von 1964 bis 1986 in verschiedenen Ausführungen gebaut wurde. Jenes Kultfahrzeug soll nun auf umweltfreundlichen Elektro-Antrieb umgerüstet werden.

Durch den einfachen und robusten Aufbau bietet die Schwalbe die ideale Basis für einen Umbau auf Elektroantrieb, denn in den originalen Motortunnel lässt sich der Elektromotor und das Batteriepackage integrieren und verändert so nur unwesentlich das schwalbetypische Erscheinungsbild.

Lust mitzumachen?

Bei Interesse kurze Nachricht an:

Phileas Schweizer
Akad. Mitarbeiter im Bereich Elektromobilität
Phileas.Schweizer@RWU.de

Tel. 0751 501 9549 oder persönlich im XLab nebem dem H-Gebäude!

Von Studierenden wurde bereits ein Antriebskonzept vorgelegt, welches einen 3 KW starken Elektromotor und einen wartungsfreien Riemenantrieb vorsieht. Derzeit läuft die Entwicklung der Akku-Packages und die Umrüstung auf eine Scheibenbremsanlage mit ABS-Regelkreis.

Das Projekt Schwalbe-E bietet dir ein Entwicklungsprojekt, welches alleine oder auch als Teamarbeit mit entsprechenden Prüfungscredits (benotete Prüfungsleistung) honoriert wird. Je nach SPO kann es als Projektarbeit oder Bachelor- bzw. Masterthesis gewertet werden.

Typische Aufgabenstellungen sind:

- Entwicklung der Griffamaturen

- Optimierung der (Trommel-) Bremsanlage

- Entwicklung eines Batterie-Management-System

- Entwicklung der Can-Bus-Struktur

- Entwicklung des hinteren Riemenrades

- Umbau eines klassischen Moped-Anhängers zum "Range Extender" (Batteriespeicher)

- Design eines RWU-Rollerlogos mit Elektro-Bezug/ RWU-Custom-Trittbretter

- Entwicklung einer automatischen Abblendlichtfunktion

- Gasdrehgriff / Motoransteuerung

- APP zur Remote-Überwachung / GPS-Tracking / Diebstahlschutz

Weitere Details finden sich unten unter Downloads oder direkt beim bereits genannten Ansprechpartner.

Ganz unten stehen mehrere Downloads bereit- dort ist der Ablauf einer Projekt- oder Abschlussarbeit beschrieben.

- Wer betreut die Projekte Professorenseitig?

Die Projektarbeiten werden in der Regel von Prof. Pfeil und Reick betreut. Je nach Themengebiet können auch andere Professoren beteiligt sein.

- Hilfe, ich brauchte Teile für mein Projekt?

Benötigte Teile werden über den IEM-Betreuer der RWU beschafft. Die Kosten trägt die RWU. 

- Warum eine Projektarbeit bei IEM durchführen?

Diese Arbeiten sind die Vorbereitung auf den späteren beruflichen Alltag und du kannst dein Theoriewissen erstmalig in der Praxis anwenden. Konstruieren mit Hilfe eines CAD-Programms, Auslegungen auf Basis von Roloff/Matek und vieles mehr. Das IEM bietet darüber hinaus ein vollständig eingerichtetes Labor um die Ideen auch real werden zu lassen.

Egal ob das alte Auto-Quartett von Opa oder der Verkaufsprospekt eines neuen Mopeds- die Leistungsangabe sorgt für Emotionen und kann nie groß genug sein.

Das Messen von Leistung hingegen stellt ein komplexes Unterfangen dar. Die Studierenden der RWU haben sich in einem Gemeinschaftsprojekt der Fakultät M (Maschinenbau) und Fakultät E (Elektrotechnik) der Herausforderung gestellt und einen Prüfstand für Zweiräder entwickelt, welcher Antriebsleistungen von bis zu 30 kW messen kann (Verbrenner 2/4-Takt). Damit lässt sich der Zustand eines Fahrzeugs überprüfen, aber auch technische Probleme wie Zündaussetzer oder eine fehlerhafte Vergasereinstellung feststellen und beheben.

Die Studierenden arbeiten mit Hochdruck an einer Weiterentwicklung des Prüfstands um auch E-Fahrzeuge vermessen zu können und Lastfälle (z.B. Rekuperation bei Bergabfahrt) simulieren zu können.

NEU: Seit November 2022 ist es möglich mit Hilfe eines neuen Messaufbaus menschliche Antriebsleistung zu messen. Wie viel Power hast du? Finde es heraus.

Na klar. Der Prüfstand ist regelmäßig bei Messen oder Oldtimer-Events im Einsatz und kann mit etwas zeitlichem Vorlauf gebucht werden. Auch sind Leistungsmessungen am eigenen Zweirad zukünftig buchbar. Hierzu bitte Kontakt mit Phileas Schweizer (phileas.schweizer@rwu.de) aufnehmen.

NEU: Interessierte Schulen können den Prüfstand auch zur Messung von menschlicher Antriebsleistung nutzen. Jeder Schüler/jede Schülerin erhält ein persönliches Leistungsdiagramm und mit Glück erfolgt die Aufnahme in die Highscore-Liste!