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Emissionsfreie Fahrzeug- und Antriebssysteme, Ladeinfrastruktur

Emissionsarm_Elektromobilität
Prüfstände für elektrische Antriebssysteme

Im Forschungsfeld "Emissionsfreie Fahrzeug- und Antriebssysteme, Ladeinfrastruktur" wird die Gesamteffizienz des Fahrzeuglebenszyklus (Cradle to Grave) erforscht. Dazu zählen neben der Effizienz bei der Fahrzeugproduktion und der Antriebsenergieerstellung und -bereitstellung (Well to Tank) auch die Fahrzeugeffizienz bei der Nutzung (Tank to Wheel) sowie das Fahrzeugrecycling.  Durch die ganzheitliche ökologische Betrachtung wird das Potenzial verschiedener Optimierungspfade in Bezug auf CO2-Emission, Energieeffizienz und Ressourceneinsatz betrachtet. Forschungsschwerpunkte zur Effizienzsteigerung während der Fahrzeugnutzungsphase sind neben der konsequenten Weiterentwicklung konventioneller Antriebe, insbesondere die Forschung an effizienter elektrischer Antriebsaggregate zur Realisierung des Antriebsstranges sowie die Herstellungsverfahren und Versorgungskonzepte für nachhaltige Biokraftstoffe. Die Erforschung und Bewertung neuer Antriebskonzepte von hybriden bis hin zu vollelektrischen Antriebs-topologie sowie das Energiemanagement und die Emissionsoptimierung bilden einen Schwerpunkt.

Motorenprüfstände

Die Speicherung von Energie im Fahrzeug erfordert neue Materialien und Zellkomponenten sowie Batteriesysteme. Für die gezielte Integration der Fahrzeuge in die bestehenden Energieversorgungsnetze sind neue Geschäftsmodelle und Betreiberkonzepte erforderlich. Eines der Ziele des Forschungsfeldes ist es somit, grundlegende Forschungen voranzutreiben, aber auch Industriepartner auf dem Weg zum Leitanbieter zu flankieren und Deutschland als Leitmarkt für Elektromobilität zu entwickeln. Darüber hinaus steht die Vernetzung und Automatisierung hinsichtlich der Steigerung von Fahrzeug- und Antriebseffizienz, Fahrbarkeit sowie Komfort und Sicherheit im Fokus der Forschungsarbeiten.

Forschungsinfrastruktur

Im Technikum und im Bereich der Großprüfstände existieren verschiedenste Prüfeinrichtungen, die innerhalb der NFF-Forschungsprogrammatik institutsübergreifend genutzt werden können. Besonders relevant für die Aktivitäten innerhalb des Forschungsfeldes sind dabei unter anderem:

Emissionsarm_Fahrzeugtechnik
  • der modularer Antriebsstrangprüfstand, auf dem vollständige Antriebsstrangsysteme prototypisch dargestellt werden können sowie das Zusammenwirken der Komponenten (Elektromotor, Leistungselektronik, Batterie, Verbrennungskraftmaschine) im Hinblick auf Funktionalität und Dynamik analysiert werden können
  • die E-Maschinen-Prüfstände für elektrische Fahrzeugantriebe und ein Forschunglabor für Leistungselektronikür für Forschungsvorhaben auf dem Gebiet der Elektroantriebe
  • die Motorenprüfstände und Labore für Kraftstoffanalytik zur Entwicklung von Betriebsstrategien sowie der Analyse relevanter Kraftstoffeinflussparameter auf das Verhalten der Verbrennungskraftmaschine

Themenfelder

Infrastruktur, Energiebereitstellung | Energiespeicher
  • Energiebereitstellung durch Infrastruktur: erneuerbare Energien, Wasserstofferzeugung-und Bereitstellung, Tankstellen, Ladetechnik-und Infrastruktur,
  • Energiebereitstellung im Fahrzeug: Alternative Kraftstoffe, Brennstoffzelle, Batterie / Energiespeicher (Fertigungsprozesse, Kostenreduktion, Diagnostik, Modellbildung, Systemintegration, Recycling, Lebenszyklusanalyse)
Fahrzeug
  • Effizienzsteigerung durch Leichtbau sowie Optimierung des Roll-& Reibwiderstands im Fahrwerk & der Aerodynamik
  • Konzeptoptimierung hinsichtlich Package, Komfort und Sicherheit
  • Lebenszyklusbewertung von Fahrzeugkonzepten

Leitung des Forschungsfeldes

Antriebssysteme
  • Systemdesign: Auslegung und Optimierung Gesamttriebstrang (Energiebereitstellung, Energiewandler [VKM, EM, BZ], Getriebe, Abgasnachbehandlung), Antriebssynthese, optimale Konzepte & Topologien, Modulare Baukastensysteme, Betriebsstrategien (Effizienz, Performance, Lebensdauer)
  • Komponentendesign: Antriebsregelung, Auslegung/Entwurf und Optimierung Energiewandler (Verbrennungsmotoren, Elektr. Maschinen, Brennstoffzellen), Getriebe, Leistungselektronische Systeme, Leistungshalbleiter, Ladesysteme
Energiemanagement & Emissionsoptimierung
  • Einsatzabhängige, multikriterielle Optimierung des Fahrzeugbetriebs hinsichtlich Effizienz, Emissionen, Reichweite und Kosten
  • Kühlverfahren und Thermomanagement
  • Effizienzsteigerung von Nebenaggregaten

Koordination des Forschungsfeldes

Prof. Dr.-Ing. Markus Henke
Technische Universität Braunschweig
Institut für Elektrische Maschinen, Antriebe und Bahnen
Hans-Sommer-Straße 66
38106 Braunschweig

 m.henke(at)tu-braunschweig.de
https://www.tu-braunschweig.de/imab

 

Jonas Franzki, M. Sc.
Technische Universität Braunschweig
Institut für Elektrische Maschinen, Antriebe und Bahnen
Hans-Sommer-Straße 66
38106 Braunschweig

jonas.franzki(at)tu-braunschweig.de
https://www.tu-braunschweig.de/imab

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Bildnachweise dieser Seite
Technische Universität Braunschweig

Niedersächsisches Forschungszentrum Fahrzeugtechnik (NFF)
Hermann-Blenk-Str. 42
38108 Braunschweig

Telefon: +49 (0)531-391 66000
Mail: nff(at)tu-braunschweig.de

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