Center for Mobile Propulsion – CMP
Das Center for Mobile Propulsion ist ein hochkarätiges Forschungszentrum der RWTH Aachen University.
Unter Leitung des Lehrstuhl für Thermodynamik mobiler Energiewandlungssysteme (TME) erforschen und optimieren 16 Lehrstühle in einem interdisziplinären Ansatz elektrifizierte mobile Antriebe. Neue technische Entwicklungen bei mobilen Antrieben, vor allem im Bereich der Hybrid- und Batterietechnologie, erweitern die Entwicklung von Antriebssystemen zu einem integrierten Forschungsfeld zahlreicher verschiedener Disziplinen. Die Aufgaben zur Erforschung neuer Antriebsstränge werden infolgedessen stetig komplexer und erfordern daher eine interdisziplinäre Kooperation.
Der interdisziplinäre Ansatz, der zur Errichtung des Center for Mobile Propulsion gewählt wurde, spiegelt sich auch in der experimentellen Ausstattung des Forschungszentrums wider: Das CMP verfügt über Komponentenprüfstände für Batterien, Elektromotoren, Brennstoffzellen, Getriebe, Verbrennungsmotoren und Antriebsstränge. Durch die Zusammenführung dieser verschiedenen Komponentenprüfstände in einem Forschungszentrum ist die Verbindung der Prüfstände über ein Echtzeitnetzwerk möglich. Die Einbindung eines Simulators ermöglicht, dass aus sehr frühen Entwicklungskomponenten ein Systemverhalten simuliert werden kann. Damit lassen sich virtuelle Antriebsstränge unabhängig vom individuellen Aufbau darstellen. Wissenschaftler können so in einer frühen Projektphase Wechselwirkungen der einzelnen Komponenten im dynamischen Betrieb untersuchen, die Auswirkungen unterschiedlicher Topologien berücksichtigen und die notwendigen Regelungsstrategien am Gesamtsystem erforschen. Zudem können in der integrierten Werkstatt des Prüflabors Auf- und Umbauten direkt vor Ort durchgeführt werden. Die Prüfstände sind hochflexibel konzipiert, um eine effektive Nutzung und Zeitersparnis zu ermöglichen.
Das Center for Mobile Propulsion wurde gefördert vom Wissenschaftsrat und der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG).
Systemische Untersuchungen am Antriebsstrang
Neben der Weiterentwicklung einzelner Komponenten im Antriebsstrang, wie etwa Batterien, Getrieben, effizienteren Elektromotoren, Leistungselektronik und Speichersystemen sowie zukünftigen Verbrennungsmotoren liegt die gemeinsame Integration der einzelnen Komponenten in den modernen Antriebsträngen im Fokus der Untersuchungen. Im Gegensatz zu den konventionellen Ansätzen, welche meist die isolierte Betrachtung von Einzelkomponenten oder Teilsystemen durchführen, können am CMP frühzeitig im Entwicklungsprozess Untersuchungen des - teilweise virtuellen - Gesamtsystems erfolgen.
Echtzeitfähige Prüfstandsvernetzung
Alle Laboreinrichtungen sind über echtzeitfähige Bussysteme vernetzt. Auf diese Weise können die einzelnen Labore, ergänzt durch Simulation, gleichzeitig im Gesamtsystem unter Berücksichtigung der Einbindung in das Hochspannungsnetz betrieben werden („Powertrain-in-the-Loop“, „In-the-Loop-House“). Die echtzeitvernetzten Prüflabore erlauben die bidirektionale Datenübertragung von Informationen zu mechanischen, thermischen und elektrischen Lasten („In-the-Loop-Testing“). Es können so realistische Betriebsbedingungen und damit eine Transferierbarkeit der Forschungsergebnisse in eine spätere Anwendung sichergestellt werden. Neue Systeme können unter definierten und realitätsnahen Randbedingungen getestet werden, auch wenn das Gesamtsystem noch nicht existiert.
Simulierte, virtuelle Komponenten des Antriebsstrangs werden in die Prüfstands-Infrastruktur integriert. Der Austausch von Informationen zwischen einzelnen Prüfständen in Echtzeit erlaubt den Test im Systemverbund in der Kombination aus realen und virtuellen Komponenten
Danksagung
Das Center for Mobile Propulsion (CMP) wird gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Wissenschaftsrat (WR).