SmartLab4Chassis - Smart Lab for Future Mobility Chassis Systems

Die europäische Automobilbranche ist im Wandel. Die zunehmende Integration von Elektronikkomponenten und der Ausbau der Elektromobilität lassen die Fahrzeuge hochkomplex und – vorrangig aufgrund der hohen Masse der Hochvolt-Energiespeichersysteme – immer schwerer werden. Mit traditionellen Verfahren der Betriebsfestigkeit können solche Fahrzeuge nicht mehr zuverlässig entwickelt und für eine Nutzungsdauer von mindestens 15 Jahren oder 300.000 km Fahrleistung abgesichert werden. Zukünftige gesellschaftliche Bedarfe lassen zudem völlig neue Fahrzeug- und Fahrwerksmodelle erwarten – beispielsweise werden sich zur Entlastung der Innenstädte der motorisierte Individualverkehr zu Ridesharing-Konzepten verändern und elektrifizierte, autonom fahrende Kleintransporter als Last-Mile-Solutions für Lieferketten verstärkt zum Einsatz kommen.

Flexibel und effizient: Neue Labortechnologie »SmartLab4Chassis«

Somit ergibt sich die erste Herausforderung in der Entwicklung und späteren Absicherung solcher Fahrzeugkonzepte mit alternativen Antriebstechniken aus dem erhöhten Fahrzeuggewicht. Es gilt, sowohl die Nachteile hoher Fahrzeuggewichte hinsichtlich Effizienz und Fahrdynamik als auch potenzielle Konflikte mit bestehenden Regularien durch moderne Methoden des Materialleichtbaus und der Funktionsintegration zumindest teilweise zu kompensieren. Die Entwicklung von Leichtbaulösungen sowie die Absicherung einer immer grenzwertigeren Fahrzeugauslegung bedürfen zusätzlicher virtueller und experimenteller Erprobungskapazitäten zur Zuverlässigkeitsbewertung der Fahrzeuge und ihrer Chassis-Systeme.

Die zweite Herausforderung ergibt sich aus den zukünftig bzgl. elektromechanischer und mechatronischer Funktionsintegration komplexer werdenden Fahrwerksystemen, die den steigenden Komfortansprüchen bei erhöhter aktiver Fahrsicherheit genügen müssen. Aktive Fahrwerkssysteme, d.h. Systeme mit integrierten Aktoren und der zugehörigen Sensorik zur aktiven Aufbringung von Kräften, Wegen oder Momenten, halten bereits heute Einzug in die Fahrzeugmodelle insbesondere der Premiumanbieter. Um diese Systeme zu untersuchen und im Hinblick auf deren Funktion und Betriebsfestigkeit hin abzusichern, bedarf es einer Erweiterung der bislang genutzten Erprobungsumgebungen.

Anwendungsnahe Laborumgebung ermöglicht Transfer von Forschungsergebnissen in die Produktentwicklung

Das »Smart Lab for Future Mobility Chassis Systems« soll als Kompetenz- und Anwendungszentrum den beschleunigten Transfer von Forschungsergebnissen in die industrielle Anwendung fördern und damit einen substanziellen Beitrag für die Entwicklung emissionsarmer Mobilitätskonzepte liefern. Gemeinsam mit dem am in Darmstadt seit 2012 erfolgreich betriebenen Ganzfahrzeug-Straßensimulator entsteht so eine hochmoderne Laborumgebung für die Betriebslastensimulation komplexer Baugruppen und –systeme im Kontext zukünftiger Fahrzeugkonzepte.

Das Smart Lab wird zu Beginn aus zwei Validierungsumgebungen und zugehöriger Ansteuerungshardware bestehen, die durch Konzeptionierung und modulare Bauweise eine große Bandbreite derzeit gängiger und zukünftiger Fahrwerksysteme abdecken. Im Einzelnen wurden ein Straßensimulator für Fahrzeuge bis zu einem zul. Gesamtgewicht von 4,5 Tonnen und ein servohydraulischer Stand für aktive Feder-/ Dämpfersysteme und Luftfedersysteme mit der Möglichkeit einer überlagerten Umweltsimulation (Temperatur, Feuchte) beschafft und in Betrieb genommen. Beide Systeme lassen sich mit einer beistellbaren Echtzeithardware auch „in the Loop“ ansteuern, um etwa neue Regelkonzepte zu erproben oder ein Gesamtsystemverhalten abzubilden.