Elektrischer Antriebsstrang
Beim elektrischen Fliegen ist die Entwicklung eines optimalen Systems, das mehrere Aspekte gleichzeitig berücksichtigt, entscheidend. Das Erreichen der erforderlichen Ausfallsicherheit, eine hochgradige Systemintegration und eine hohe Leistungs- und Energiedichte sind technische Herausforderungen, die tiefgreifende Forschungs- und Entwicklungsarbeiten erfordern. Eine modellbasierte Entwicklungsmethodik und eine Kombination verschiedener Modellierungstechniken wie die numerische Modellierung mit MATLAB/Simulink, die physikalische Modellierung mit MATLAB/Simscape und die physikbasierte Modellierung mit COMSOL Multiphysics ermöglichen eine schnelle interdisziplinäre Entscheidungsfindung und Optimierung von Zielkonflikten auf Systemebene.
Eine Herausforderung bei der Erstellung von Multiphysikmodellen auf der Grundlage des ersten Prinzips ist der hohe Simulationszeitaufwand. Dabei müssen eine große Anzahl von Entwurfsparametern mit komplexen Abhängigkeiten erfasst werden. Die Verwendung von Mittelwert-Modellen half dabei, interdisziplinäre Schlussfolgerungen zu ziehen.
Die sich daraus ergebende Topologie des Antriebsstrangs muss u.a. auch die Kriterien für die Ausfallsicherheit berücksichtigen. Mehrere unabhängige Elektromotoren sorgen dafür, dass der Ausfall einer einzelnen Maschine den sicheren Weiterflug nicht unmittelbar beeinträchtigt. Das bedeutet aber auch, dass die Antriebsleistungen entsprechend überdimensioniert sein müssen. Ein ähnlicher Ansatz wird bei der Überdimensionierung und Erstellung mehrerer unabhängiger Batteriemodule verfolgt, um sicherzustellen, dass das Flugzeug auch dann sicher weiterfliegen kann, wenn mehrere Batteriemodule ausfallen.
Kemper, Hans , Prof. Dipl.-Ing.
Teaching Subject: Energiespeichersysteme
FH-Aachen
Teaching Subject
EnergiespeichersystemeRoom KMA05.0.12
52064 Aachen