Fahrzeuge und Antriebe

ANFAHRT

Hybrid - Antriebstechnologie der Zukunft im Nutzfahrzeug?

 

Mit dieser Fragestellung beschäftigt sich seit Mitte 2013 ein 17-köpfiger Forscherverbund von FH Aachen und RWTH Aachen University. In dem vom Land NRW geförderten Promotionskolleg ANFAHRT werden Forschungsarbeiten auf dem Gebiet der alternativen Nutzfahrzeugantriebe für LKW und Bus durchgeführt für einen sauberen und energieeffizienten Straßentransport. Hybridisierung und Elektrifizierung blicken auch im Nutzfahrzeugbereich auf eine lange Historie zurück, fristeten aber viele Jahrzehnte aufgrund der billigen Flüssigkraftstoffe Benzin und vor allem Diesel ein Nischendasein. Nun ist diese Technologie zunächst im PKW-Segment wieder in den Mittelpunkt des Interesses gerückt, hauptsächlich ermöglicht durch Fortschritte in der Batterietechnologie und beschleunigt durch die Entwicklung der Kraftstoffpreise. Der Nutzfahrzeug- und Busbereich steht derzeit noch hinter dem Pkw-Bereich zurück. Einerseits ist die technologische Hürde aufgrund der deutlich höheren Anforderungen schwieriger zu meistern, andererseits sind die hier stärker fokussierten wirtschaftlichen Kennwerte, z.B. die „Total Cost of Ownership“ (TCO) schwieriger zu erreichen.

 

Die Nachwuchsforscherinnen und -forscher befassen sich im Rahmen von 4 Teilprojekten mit den Themen:
> Prädikatives Thermomanagement und Wärmerekuperation am hybridisierten Nutzfahrzeug
> Optimierung der Nutzung alternativ angetriebener Nutzfahrzeuge unter Berücksichtigung von Kontextinformationen
> Adaptive Hybridbetriebsstrategien für stachastisch wiederkehrende, nicht prädizierbare Randbedingungen
> Optimierung des Energiespeicherkonzeptes für Hybridbusse und hybride Nutzfahrzeuge unter Berücksichtigung von Einsatzprofilen

 

Der Forschungsverbund ANFAHRT mit der RWTH Aachen University weist in Summe aller Partner fundierte Erfahrungen auf sehr vielen tangierten Gebieten auf. Mit der Kooperation wollen die beiden Hochschulen ihre jeweiligen bewährten Profile in der Forschung weiter stärken. Das Promotionskolleg fördert für eine Dauer von vier Jahren zehn promovierende Ingenieure, von denen vier an der FH Aachen im Institut ECSM betreut werden (Prof’s Esch, Feyerl, Kemper, Ritz) und einer am Institut Novum Energy (Prof. Kuperjans). Zu jedem der geförderten zehn Promotionsprojekte gibt es eine forschungsbegleitende Kooperation mit einem Industrieunternehmen.

Projektleitung

Prof. Dr.-Ing. Thomas Ritz
Eupener Str. 70
52066 Aachen
Raum H 213
ritz(at)fh-aachen.de
T: +49.241.6009 52136
F: +49.241.6009 52190
Prof. Dr.-Ing. Thomas Esch
Hohenstaufenallee 6
52064 Aachen
Raum O3107
esch(at)fh-aachen.de
T: +49.241.6009 52369
F: +49.241.6009 52680
Prof. Dr.-Ing. Günter Feyerl
Hohenstaufenallee 6
52064 Aachen
Raum Ho O1112
feyerl(at)fh-aachen.de
T: +49.241.6009 52359
F: +49.241.6009 52489
Prof. Dipl.-Ing. Hans Kemper
Hohenstaufenallee 6
52064 Aachen
Raum O1112
h.kemper(at)fh-aachen.de
T: +49.241.6009 52485
F: +49.241.6009 52489


Mitarbeitende:
Michael Rahier M.Eng.
Dipl.-Ing. Jörg Kreyer M.Sc.
Sven Schulze M.Sc.
Ziyi Wu M.Sc.

in Kooperation mit:
Institut NOWUM-Energy
Prof. Dr.-Ing. Isabel Kuperjans (FB10)

Förderlinie:
Ministerium für Innovation, Wissenschaft und Forschung NRW - NRW.Forschungskooperationen U & FH

Projektvolumen des ECSM:
746.000 €

CAESIE

"Connecting Australian-European Science and Innovation Excellence" (CAESIE) ist ein Instrument für die Zusammenarbeit zwischen australischen und europäischen Forscherinnen und Forschern sowie kleinen bis mitteilgroßen Unternehmen (KMU). CAESIE zielt darauf ab, die Zusammenarbeit zu fördern, um die großen Herausforderungen im Bereich Saubere Energie abzudecken. Die Bedeutung von CAESIE als bilaterales Programm zwischen Europa und Australien ist seine Fähigkeit, nachhaltige Verbindungen zwischen KMU und Forschung auf dem Gebiet der Wissenschaft und Technologie aufzubauen. Zu erwartende Ergebnisse sind:

  • erhöhtes Bewusstsein über die Möglichkeit für Forschungs- und Innovationszusammenarbeit und
  • starke, strategische Verbindungen und erhöhte Innovationsfähigkeit, um Lösungen im Bereich nachhaltige Mobilität voranzutreiben.

Die Beschleunigung des Prozesses der internationalen Zusammenarbeit durch CAESIE steigert die Innovationskapazität, die sowohl der Europäischen Union (EU) als auch der australischen Wirtschaft zugutekommt.

Projektleitung

Prof. Dr.-Ing. Thomas Esch
Hohenstaufenallee 6
52064 Aachen
Raum O3107
esch(at)fh-aachen.de
T: +49.241.6009 52369
F: +49.241.6009 52680


Mitarbeitende:
-

Projektträger:
Projektträger beim DLR Europäische und Internationale Zusammenarbeit, Bonn

Projektvolumen:
4.800 €

CERMCity

Die Validierung neuer, innovativer Funktionen und Systeme im Bereich des autonomen Fahrens benötigt eine entsprechende, für alle Unternehmen zugängliche Testumgebung inklusive entsprechender, offener Plattformen. Das Vorhaben CERMCity hat das Ziel, eine solche Umgebung zu schaffen.

Das benannte Teilvorhaben analysiert die Funkwellenausbreitung in urbaner Umgebung und leitet daraus die Anforderungen an die aufzubauende Umgebung ab. Die Fahrzeugplattformen werden hinsichtlich ihrer Elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) untersucht und optimiert.

Projektleitung

Prof. Dr.-Ing. Michael Hillgärtner
Eupener Str. 70
52066 Aachen
Raum G 312
hillgaertner(at)fh-aachen.de
T: +49.241.6009 52112
F: +49.241.6009 52191


Mitarbeitende:
Michael Kleinen M.Eng.

Förderlinie:
BMBF "IKT 2020 - Forschung für Innovationen

Projektvolumen:
226.232 €

EIC - Exhaust Impulse Charger

Motorverkleinerung (Downsizing) und Drehzahlabsenkung (Downspeeding) haben sich als wirksames Mittel zur Verbrauchsreduzierung von Verbrennungsmotoren um bis zu 30% etabliert. Die Turboaufladung hat sich als preiswertes und effektives Mittel durchgesetzt, die dafür notwendige, spezifische Leistungsdichte zu realisieren. Durch ein neuartiges, schnelles Schaltelement (Exhaust Impulse Charger) zwischen Zylinderkopf und Turbolader wird die vom Kolben am Gas verrichtete Kompressionsarbeit gezielt genutzt, um einen extrem intensiven Auslass-Impuls zu erzeugen. Auf diese Weise kann schon bei Anfahrdrehzahl das maximale Drehmoment mit sehr hoher Spontaneität erreicht werden

Projektleitung

Prof. Dr.-Ing. Thomas Esch
Hohenstaufenallee 6
52064 Aachen
Raum O3107
esch(at)fh-aachen.de
T: +49.241.6009 52369
F: +49.241.6009 52680


Mitarbeitende:
Dipl.-Ing. Daniel Busse
Dipl.-Ing. Eugen Neu

Förderlinie:
Ziel2-Programm 2007-2013 (EFRE) -Automotive+Produktion.NRW

Projektvolumen:
207.696 €

HoKa

Im Rahmen des Forschungsprojektes wurden in Kooperation mit dem FH-Institut IBB, Holzwerkstoffe und holzbasierte Multimaterialsysteme in ihren Eigenschaftsprofilen für strukturelle und Class-A-Flächen-relevante Fahrzeugbauteile charakterisiert sowie diese Erkenntnisse auf eine Fahrzeugteilstruktur appliziert. 

Das Projekt wurdein folgenden Arbeitsschritten bearbeitet:

  • Recherche zum Stand der Technik, Einsatz von Werkstoffen (Fahrzeugbau, Bootsbau, Möbel, Sport)
  • Auswahl geeigneter Holzwerkstoffe und Holzhybride hinsichtlich bekanntem Werkstoffverhalten
  • Aufstellung einer Versuchsmatrix bzw. eines Versuchsprogrammes
  • Ermittlung mechanischer Kennwerte an Versuchskörpern u.a. für Crash sowie nach dynamischer (>10.000 Lastwechsel) und klimatischer Vorbeanspruchung
  • Durchführung von holzäquivalenten Funktionsanalysen für Karosseriestrukturen
  • Vergleich zu vorhandenen Kennwerten anderer Werkstoffe
  • Funktionale Umsetzung am Beispiel einer Heckschublade (Konstruktion, FEM-Berechnung)
  • Bewertung der Ergebnisse und Einsatzmöglichkeiten

Projektleitung

Prof. Dr.-Ing. Thilo Röth
Hohenstaufenallee 6
52064 Aachen
Raum O0205
roeth(at)fh-aachen.de
T: +49.241.6009 52940
T: +49.241.608330
F: +49.241.6009 52680


Mitarbeitende:
Dipl.-Ing. Katrin Brittner

in Kooperation mit:
IBB | Institut für Baustoffe und Baukonstruktion
Prof. Dr.-Ing. Leif A. Peterson (FB2)
Prof. Dr.-Ing. Thomas Uibel (FB2)

Förderlinie:
FH Aachen K2: Kommission für Forschung und Entwicklung

Projektvolumen:
13.000 €

HyBoost

Beimischung von Wasserstoff in einer Verbrennungskraftmaschine zur Verbesserung des Wirkungsgrades und zur Senkung der Abgasemissionen steht im Vordergrund dieses Projektes. Dabei werden sowohl ein Diesel- als auch ein Erdgasbrennverfahren hinsichtlich ihrer Potentiale untersucht. Eine Vertiefung der Untersuchung ist der Einfluss voll variabler Ventilsteuerzeiten auf diese Brennverfahren. Die Untersuchungen finden numerisch, durch Simulation der Ladungswechsel statt, so wie experimentell mittels eines Einzylinder-Forschungsmotors statt.

Projektleitung

Prof. Dr.-Ing. Thomas Esch
Hohenstaufenallee 6
52064 Aachen
Raum O3107
esch(at)fh-aachen.de
T: +49.241.6009 52369
F: +49.241.6009 52680


Mitarbeitende:
Dipl.-Ing. Matthias Eickmann

Förderlinie:
Bundesministerium für Bildung und Forschung - FHprofUnt

Projektvolumen:
274.859 €

HydroMix

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines kombinierten SCR-Mischers und Hydrolysekatalysatorelements für Industrie-Dieselmotoren. Beim SCR-Verfahren wird eine Harnstoff-Wasserlösung (HWL) in das Abgas eines Dieselmotors eingespritzt, um die Stickstoffoxide (N0x) zu reduzieren. Das Mischerelement beschleunigt und vergleichmäßigt die Vermischung von HWL und Abgas und unterstützt zudem die Umwandlung von Harnstoff zum Reduktionsmittel Ammoniak.

Die Funktionsweise des neuartigen Mischers wird an einem eigenen Teststand im SIJ getestet.

Projektleitung

Prof. Dr.-Ing. Ulf Herrmann
Heinrich-Mußmann-Str. 5
52428 Jülich
Raum N104
ulf.herrmann(at)sij.fh-aachen.de
T: +49.241.6009 53529
F: +49.241.6009 53570


Mitarbeitende:
Dipl.-Ing. Marc André Damm

Förderlinie:
Bundesministerium für Bildung und Forschung - FHprofUnt

Projektvolumen:
355.000 €

MKPB

Der modulare Karosserie-Produktions-Baukasten erfüllt die Voraussetzungen zu einer flexibleren Produktion und ermöglicht damit die schnelle Umsetzung unterschiedlicher Modellvarianten und Sonderlösungen. Für die Fahrzeugkleinserie wird hier eine Marktlücke geschlossen, die den beteiligten Partnern eine neue Marktposition gibt. Durch die Umsetzung der gesamten Produktionskette von der Entwicklung bis zum Verkauf ist eine enge abgestimmte Zusammenarbeit der beteiligten Partner notwendig. Die Projektumsetzung erfolgt im regionalen Schwerpunkt NRW. 


 

 

Projektleitung

Prof. Dr.-Ing. Thilo Röth
Hohenstaufenallee 6
52064 Aachen
Raum O0205
roeth(at)fh-aachen.de
T: +49.241.6009 52940
T: +49.241.608330
F: +49.241.6009 52680


Mitarbeitende:
Tarek Soliman B.Eng.
Dipl.-Ing. Katrin Brittner
Stefan Meyer

Förderlinie:
Bundesministerium für Bildung und Forschung - KMU-innovativ

Projektvolumen:
154.000 €

PEMS

Ein Bestandteil des Forschungsvorhabens ist die Durchführung eines realitätsnäheren Zertifizierungstest, der das komplexe Verhalten im realen Straßenverkehr wiedergeben kann. Dieses Messverfahren zur Messung der sogenannten "Emissionen im realen Straßenverkehr" („Real Driving Emissions (RDE)“) wird im PKW-Segment schrittweise eingeführt. Dabei werden portable Emissionsmessgeräte („Portable Emission Measurement System (PEMS)“) eingesetzt.

Infolge der vielfältigen Faktoren, welche eine Fahrt im realen Straßenverkehr beeinflussen, stellt das Thema RDE in vielen Punkten eine äußerst komplexe Anforderung für die Entwicklung, Applikation und Optimierung von PKW-Antriebsstrangstrukturen dar. Angesichts der hohen Überschussleistung der Verbrennungsmotoren gewinnt insbesondere der Einfluss des Fahrstils, aber auch der Fahrstecke zunehmend an Bedeutung. Der Einfluss des Fahrers, der Strecke, der vielfältigen Ausstattungsvarianten und übergeordnet der Fahrzeugmasse wird somit bei einer RDE-Messung im Vergleich zum Rollenprüfstandstest mit einbezogen.

Das PEMS besteht auf den folgenden Hauptkomponenten:

  • POWER DISTRIBUTION CONTROL MODULE (PDCM)
  • FUEL ECONOMY METER (FEM)
  • NOX MODULE
  • 2,5EXHAUST FLOW METER (EFM)
  • GPS / Wetterstation / OBD-Schnittstelle

Projektleitung

Prof. Dr.-Ing. Günter Feyerl
Hohenstaufenallee 6
52064 Aachen
Raum Ho O1112
feyerl(at)fh-aachen.de
T: +49.241.6009 52359
F: +49.241.6009 52489


Mitarbeitende:
Johannes Mirsch M.Sc.

Förderlinie:
Ministerium für Innovation, Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein-Westfalen

Projektvolumen:
100.000 €

Powerpack

Im Rahmen von Ford PowerPack werden neuartige Hybrid-Strukturen ausgelegt und anhand von CAE basierten Simulationen sowie verschiedenen Messprogrammen auf Prüfstand und Straße analysiert.

Das maßgebende Ziel des Forschungsprojektes stellt die Potenzialabschätzung neuartiger Antriebskonfigurationen und Hybrid-Strukturen hinsichtlich Emissionen, Effizienz und Performance unter Realfahrbedingungen dar. Anhand charakteristischer Attribute wird eine Vorauswahl geeigneter Hybrid-Strukturen durchgeführt. Diese werden anschließend extensiven Simulationsstudien unterzogen, wobei die jeweiligen Eigenschaften sowie mögliche Synergien des Systemverbundes herausgestellt werden.

Projektleitung

Prof. Dr.-Ing. Günter Feyerl
Hohenstaufenallee 6
52064 Aachen
Raum Ho O1112
feyerl(at)fh-aachen.de
T: +49.241.6009 52359
F: +49.241.6009 52489


Mitarbeitende:
Johannes Mirsch M.Sc.

Auftraggeber:
Ford-Werke GmbH

Projektvolumen:
200.000 €

ProSerie

Im Forschungsprojekt soll ein wirtschaftliches Vorrichtungskonzepts, das den Anforderungen an Stückzahl- und Modellflexibilität gerecht wird entwickelt werden. Zudem sollen die Beziehungen zwischen Karosseriekomponenten, Fügetechnologien, Vorrichtung und Anlagenkonzept dargestellt werden.

 

 

Projektleitung

Prof. Dr.-Ing. Thilo Röth
Hohenstaufenallee 6
52064 Aachen
Raum O0205
roeth(at)fh-aachen.de
T: +49.241.6009 52940
T: +49.241.608330
F: +49.241.6009 52680


Mitarbeitende:
Anuja Nagle M.Sc.
Dipl.-Wirt.-Ing. Michael Pielen

Förderlinie:
Ministerium für Wirtschaft, Energie, Industrie, Mittelstand und Handwerk NRW - Ziel2.NRW, Automotive+Produktion.NRW

 

Projektvolumen:
189.800 €

StrInnoCar

Das Forschungsprojekt entwickelt eine gemeinsame Wertschöpfungsstrategie für KMU, welche die Entwicklung und Produktion innovativer Fahrzeuge bei zunächst geringen Stückzahlen in einem Netzwerk ermöglicht. Auf der Basis verschiedener Marktszenarien werden Wertschöpfungsstrategien zur Beschreibung möglicher Produktionsstrukturen der Serienfertigung innovativer Automobile abgeleitet.

Projektleitung

Prof. Dr.-Ing. Thilo Röth
Hohenstaufenallee 6
52064 Aachen
Raum O0205
roeth(at)fh-aachen.de
T: +49.241.6009 52940
T: +49.241.608330
F: +49.241.6009 52680


Mitarbeitende:
Dipl.-Ing. Katrin Brittner

Förderlinie:
Ministerium für Wirtschaft, Energie, Industrie, Mittelstand und Handwerk NRW  - Ziel2.NRW, Automotive+Produktion.NRW

Projektvolumen:
134.860 €

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