nach oben
Meine Merkliste
Ihre Merklisteneinträge speichern
Wenn Sie weitere Inhalte zu Ihrer Merkliste hinzufügen möchten, melden Sie sich bitte an. Wenn Sie noch kein Benutzerkonto haben, registrieren Sie sich bitte im Hanser Kundencenter.

» Sie haben schon ein Benutzerkonto? Melden Sie sich bitte hier an.
» Noch kein Benutzerkonto? Registrieren Sie sich bitte hier.
Ihre Merklisten
Wenn Sie Ihre Merklisten bei Ihrem nächsten Besuch wieder verwenden möchten, melden Sie sich bitte an oder registrieren Sie sich im Hanser Kundencenter.
» Sie haben schon ein Benutzerkonto? Melden Sie sich bitte hier an.
» Noch kein Benutzerkonto? Registrieren Sie sich bitte hier.

« Zurück

Ihre Vorteile im Überblick

  • Ein Login für alle Hanser Fachportale
  • Individuelle Startseite und damit schneller Zugriff auf bevorzugte Inhalte
  • Exklusiver Zugriff auf ausgewählte Inhalte
  • Persönliche Merklisten über alle Hanser Fachportale
  • Zentrale Verwaltung Ihrer persönlichen Daten und Newsletter-Abonnements

Jetzt registrieren
Merken Gemerkt
16.08.2019

Vernetztes Prüfen bei der Elektrofahrzeug-Entwicklung

Forschung und Entwicklung

Wissenschaftler im Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF haben Methoden für einen cyberphysischen Prüfansatz erarbeitet. Im Rahmen eines Förderprojektes wurde z.B. eine vernetzte Prüfumgebung für einen elektrischen PKW-Antriebsstrang inklusive Traktionsbatterie standortübergreifend aufgebaut.

© Fraunhofer LBF

© Fraunhofer LBF

Das Fraunhofer LBF hat in den vergangenen drei Jahren mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft an der Fragestellung gearbeitet, wie sich auf Basis der Digitalisierung und moderner Netzwerktechnologien Komponenten und Prüfstände verteilt und standortübergreifend vernetzen und zu einem Gesamtprüfsystem verbinden lassen. In dem vom Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie BMWi geförderten Projekt TechReaL wurde eine vernetzte Prüfumgebung für einen elektrischen PKW-Antriebsstrang inklusive Traktionsbatterie standortübergreifend aufgebaut.

Verteilte Prüfstände und Computer über das Internet verbinden

Die technische Grundlage des vernetzten Prüfens bildet ein standortübergreifendes VPN-Netzwerk, welches die in ganz Deutschland verteilten unterschiedlichen Prüfstände und Computer miteinander über das Internet verbindet. Dieses Projektnetzwerk muss einerseits die Anforderungen der multilateralen Kommunikation zwischen den unterschiedlichen Knoten sicherstellen. Auf der anderen Seite gilt es, einen ungewollten externen Zugang ins firmeneigene Hauptnetzwerk zu unterbinden.

Eine weitere technische Grundlage für das realitätsnahe vernetzte Prüfen ist die Hardware-in-the-Loop (HiL) Technologie. Hierbei werden ein real vorhandenes Teilsystem und dessen Prüfstand in eine virtuelle Umgebung eingebunden.

Mehrere reale Komponenten gleichzeitig prüfen

Im Projekt TechReaL erarbeiteten die Darmstädter Wissenschaftler eine Erweiterung des klassischen HiL-Ansatzes: Es befinden sich nicht nur eine, sondern mehrere reale Komponenten in der Prüfung, und der geschlossene Signalaustausch findet über das Internet statt. Die Prüfung der realen Komponenten, virtuell ergänzt zu einem Gesamtsystem, läuft in Echtzeit gleichzeitig an mehreren partnerübergreifenden Standorten. Dieses cyberphysische System verbindet die elektromechanischen Komponenten mit Software und dem Internet.

Bedingt durch die Kommunikation über das Internet und der damit verbundenen schwankenden Übertragungsqualität kann es zu Signalverzögerungen kommen. Die Projektergebnisse zeigen, dass diese Latenzzeit typischerweise deutlich länger ist als die Datenaustauschrate, welche die Dynamik des gesamten HiL-Systems benötigt. Latenzen beeinträchtigen die Ergebnisgüte und können sogar zu einem Ausfall der Simulation führen. Deshalb wurde am Fraunhofer LBF eine Methodik entwickelt, die auf digitalen Zwillingen basiert. Die Methodik besteht aus einem Simulationsmodell des Prüflings und einer Identifikationsstrategie der zugehörigen Modellparameter. Die parallel zur Prüfung ablaufende Simulation des digitalen Zwillings prognostiziert die Austauschsignale zwischen den Komponenten und stellt so einen kontinuierlichen Datenaustausch und Prüfablauf sicher. Um die Qualität der Schätzung sicherzustellen, wird der digitale Zwilling anhand von aktuell gemessenen Signalen an der realen Komponente aktualisiert.

Die Methodik konnten die Wissenschaftler für den Anwendungsfall der Hochvolt-Batterie im Zusammenhang mit der Prüfung anderer Antriebsstrangkomponenten und der Gesamtfahrzeugsimulation erfolgreich umsetzen und in vernetzten Prüfungen testen. Es wurde das Spannungssignal aus der Batterie ausgewertet, das als Eingangsgröße für die Fahrzeugsimulation an einem anderen Standort dient. Aufgrund der Latenzzeit in der Kommunikation wurden Fehler in Höhe von 15 Prozent gemessen. Mit der neu entwickelten Methodik konnten die LBF-Wissenschaftler den Fehler auf 0,1 Prozent reduzieren. © Fraunhofer LBF

Die Methodik konnten die Wissenschaftler für den Anwendungsfall der Hochvolt-Batterie im Zusammenhang mit der Prüfung anderer Antriebsstrangkomponenten und der Gesamtfahrzeugsimulation erfolgreich umsetzen und in vernetzten Prüfungen testen. Es wurde das Spannungssignal aus der Batterie ausgewertet, das als Eingangsgröße für die Fahrzeugsimulation an einem anderen Standort dient. Aufgrund der Latenzzeit in der Kommunikation wurden Fehler in Höhe von 15 Prozent gemessen. Mit der neu entwickelten Methodik konnten die LBF-Wissenschaftler den Fehler auf 0,1 Prozent reduzieren. © Fraunhofer LBF

Projektpartner

Neben diesen Arbeiten war das Team des Fraunhofer LBF beteiligt am Aufbau des Projektnetzwerkes und der Entwicklung von weiteren echtzeitfähigen partnerübergreifenden Simulationsmodellen für das cyberphysische Prüfen. Im Verbundforschungsvorhaben TechReaL war das Fraunhofer LBF für die Gesamtkoordination verantwortlich. Förderer und Partner waren AVL Deutschland, Set Power Systems, Schaeffler Technologies, Fraunhofer IISB sowie BMW (assoziiert).

weitere Informationen

Unternehmensinformation

Fraunhofer Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

Schlossgartenstr. 6
DE 64289 Darmstadt
Tel.: 06151 705-0
Fax: 06151 705-214

Diese Beiträge könnten Sie auch interessieren
Newsletter

Sie wollen immer top-aktuell informiert sein? Dann abonnieren Sie jetzt den kostenlosen Newsletter!

© masterzphotofo - Fotolia

Hier kostenlos anmelden