Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen (IVK)

Lehrstuhl Kraftfahrzeugmechatronik

Bordnetz, Energiemanagement, Vernetzung, E/E-Architektur, Autonomes Fahren, Funktions- und Softwareentwicklung, Modellierung und Simulation sowie Elektromobilität stehen im Fokus des Lehrstuhls für Kraftfahrzeugmechatronik.

Lehrstuhlinhaber: Prof. Dr.-Ing. Hans-Christian Reuss

Forschungsschwerpunkte

Neben der anwendungsorientierten Lehrtätigkeit auf dem Gebiet der Kraftfahrzeugmechatronik fokussiert der Lehrstuhl Kraftfahrzeugmechatronik die Gebiete Bordnetz, Energiemanagement, Vernetzung und E/E-Architektur, Autonomes Fahren, Funktions- und Softwareentwicklung, Modellierung und Simulation, Elektromobilität, alternative Antriebe, Test und Diagnose. 

Folgende Schwerpunkte werden vom Lehrstuhl für Kraftfahrzeugmechatronik bearbeitet:

Forschungsprojekte

Autonomes und vernetztes Fahren

Projektsteckbrief: UNICARagil

Projektlaufzeit: 01.02.2018 bis 31.01.2022

Projektpartner:

Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen - Technische Universität Braunschweig - Technische Universität Darmstadt - Technische Universität München - Universität Ulm - Karlsruher Institut für Technologie - Erweitert wird das Konsortium durch Zulieferer und KMUs aus den Bereichen Antrieb, Simulation, IT-Sicherheit, Embedded Software und Systeme, Kommunikation, Kartierung und Lokalisierung, Logistik und Elektromobilität.

Ansprechpartner:

Lehrstuhl Kraftfahrzeugmechatronik

Herr Prof. Dr.-Ing. H.-C. Reuss

Lehrstuhl Kraftfahrwesen Herr Prof. Dr.-Ing. A. Wagner

Dr.-Ing. Dan Keilhoff

Telefon +49 711 685-65743

Projektinhalte

Disruptive modulare Architektur für vielfältige, agile Fahrzeugkonzepte - Ein Paradigmenwechsel auf dem Weg zur automatisierten, elektrischen Mobilität

Auf der Grundlage eines modularen und skalierbaren Fahrzeugkonzeptes, bestehend aus Nutz- und Antriebseinheit, werden vollständig autonom fahrende elektrische Fahrzeuge entwickelt. Es wird eine neue disruptive, modulare und agile Fahrzeugarchitektur als Plattform konzipiert. Im Rahmen des Projektes wird die Entwicklung einer funktionalen Fahrzeugarchitektur, welche mit der Cloud, der Straßeninfrastruktur und Infobienen vernetzt ist, fokussiert. Weitere Schwerpunkte sind die Entwicklung generischer Sensormodule für die Umfelderfassung, eine flexibel erweiterbare, updatefähige und dienstorientierte Software- und Hardwarearchitektur sowie ein hochdynamischer Radnabenantrieb. Darüber hinaus werden auch Safety- und Security-Anforderungen an die Soft- und Hardwarearchitektur bei der Konzeption und Umsetzung berücksichtigt. Hier ist das Ziel, die Gesamtfunktion der Fahrzeuge über eine modulare Absicherung zu gewährleisten.

Projektförderung: Fördermittelgeber Bundesministerium für Bildung und Forschung

Projektpartner:

Forschungsinstitut für Kraftfahrwesen und Fahrzeugmotoren Stuttgart - FKFS - Stadt Stuttgart - Stadt Ludwigsburg (Konsortialführer) - Technische Akademie Schwäbisch Gmünd - Stuttgarter Straßenbahnen AG (SSB) - Daimler AG - EvoBus GmbH

Ansprechpartner:

Lehrstuhl Kraftfahrzeugmechatronik

Herr Prof. Dr.-Ing. H.-C. Reuss

Dr.-Ing. Dan Keilhoff

Telefon +49 711 685-65743

Projektinhalte 

Dialog für automatisierte, vernetzte und elektrische Mobilität: Anwendungen – Nutzerinteressen – Technik

Roadshow in Baden-Württemberg zwecks Erklärung der Technik - Vorträge, Präsentationen, Experimente zum Anfassen und Verstehen der Technik. - Gespräche mit den Besucherinnen und Besuchern über das automatisierte, vernetzte und elektrische Fahren: Chancen, Risiken, Hoffnungen, eigene Erfahrungen. AP 2: Automatisierter Werksverkehr in einem Busdepot - Automatisieren von wiederkehrenden Betriebsfahrten. - Untersuchen der notwendigen technischen Maßnahmen und der Auswirkungen auf den Betriebsablauf. AP 3: Demonstrationsbetrieb eines automatisierten Shuttles in Ludwigburg - Automatisiertes Shuttle zur Anbindung des Bahnhofs an ein Industriegebiet. - Möglichkeit, den Betrieb eines solchen Fahrzeugs zu erleben. - Demonstrationsbetrieb, kein Linienbetrieb. - Begleitforschung: Befragung der Fahrgäste. Kernziele des Vorhabens sind - Technik des automatisierten, vernetzten und elektrischen Fahrens der Bevölkerung näher bringen. - Dialog mit den Menschen: Was erwarten sie? Was befürchten/erhoffen sie? Was glauben sie, zu wissen? - Technik erlebbar und anfassbar machen. 

Projektförderung: Fördermittelgeber Ministerium für Verkehr Baden-Württemberg

Projektlaufzeit: 11.2018 – 30.09.2019

Projektpartner: ISV, IEH, IEW, IST, IVK, Rektorat

Ansprechpartner

Lehrstuhl Kraftfahrzeugmechatronik

Herr Prof. Dr.-Ing. H.-C. Reuss

Dr.-Ing. Dan Keilhoff

Telefon +49 711 685-65743

Projektinhalte: Teilnahme an der Ausschreibung „Emissionsfreier Campus“ vom MWK

Vorstellung der Projekte durch alle 11 teilnehmenden Hochschulen/Unis/FHs war am 04.10.2019; endgültige Entscheidung fällt Ende des Jahres

Projektförderung: MWK (Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg)

Projektlaufzeit: 07.2018 – 31.06.2023

Projektpartner: Daimler, 18CSI, 19Trumpf, 19Constellium, 19Robert Bosch GmbH, 20Siemens, 20Balluff, 21DXC, 21DLR, 21Universität Stuttgart ( 22IAT, IVK, 22IFB, 23IEW), 23HdM

Ansprechpartner 

Lehrstuhl Kraftfahrzeugmechatronik

Herr Prof. Dr.-Ing. H.-C. Reuss

Dr.-Ing. Dan Keilhoff

Telefon +49 711 685-65743

Projektinhalte:

Eine offene Plattform mit offenen Schnittstellen für das update- und upgradefähige Fahrzeug der Zukunft

Die Vision des Verbundprojekts FlexCAR ist es, neu zu definieren, was künftig unter „Plattform“ in Bezug auf Fahrzeuge und Fahrzeugkonzepte verstanden wird: Es geht nicht mehr um die Befähigung eines Unternehmens zur Entwicklung einzelner Komponenten für die spätere Integration durch OEMs, sondern um die Öffnung des Innovations-, Entwicklungs-, Produktions- und Vertriebsprozesses selbst. Zulieferer werden so zu aktiven, im offenen Wettbewerb stehenden Anbietern, die über den gesamten Fahrzeuglebenszyklus Dienstleistungen und Komponenten entsprechend der offenen Schnittstellen aktiv für den Plattformbetreiber, später jedoch auch direkt für den Endkunden, zur Verfügung stellen können. Darüber hinaus ermöglichen offene Schnittstellen auch für bislang unbeteiligte Akteure wie Start-ups oder Entwicklercommunities einen Marktzugang. In diesem Zusammenhang verschiebt sich die Rolle des heutigen OEMs weg vom Integrator hin zum Plattformentwickler, -anbieter und -betreiber, welcher in diesem Rahmen die Verantwortung für die Gewährleistung von Security und Safety sowie für die Gesamtprodukteigenschaften trägt.

Der Fokus des Verbundprojekts FlexCAR liegt auf der Entwicklung einer offenen kooperativen Fahrzeugplattform für die Mobilität der Zukunft. Das Konzept hebt sich dabei von bisherigen Plattformkonzepten durch die (vollständige) Öffnung und Zugänglichmachung aller Soft- und Hardwareschnittstellen für Anbieter ab. Dies löst starre Produktstrukturen ebenso auf wie die heute entlang der Zuliefererkette bestehenden Hierarchien, wandelt die Rolle der heutigen Akteure und ermöglicht neue Geschäftsmodelle. Die offene Plattform FlexCAR macht den Weg frei für eine Öffnung des Marktzugangs und für die Dezentralisierung von Innovationstätigkeiten sowie für die Flexibilisierung von Entwicklungszyklen und eine verbesserte Ausschöpfung der Kompetenzen des Wertschöpfungsnetzwerks.

Das Ziel ist ein vollständig neues, hinsichtlich individueller Kunden- und Betreiberbedürfnisse flexibles Fahrzeugkonzept als offene Entwicklungsplattform. Dieses umfasst die permanente, dezentrale Weiterentwicklung der Fahrzeugkonfiguration und der relevanten Systeme, eine zielführende Update- und Upgradefähigkeit der hieraus entstehenden Fahrzeuge sowie die Wieder- und Weiterverwendbarkeit von Fahrzeugkomponenten und eine teilweise Auflösung des klassischen Lebenszyklus. Um die Machbarkeit des Konzeptes aufzeigen zu können, besetzt das Verbundprojekt FlexCAR die offenen Schnittstellenfragen im Laufe der Projektdauer anhand typischer Fahrzeugumfänge. Diese Fahrzeugumfänge umfassen dabei die Entwicklung einzelner, zukunftsweisender Komponenten in einem exemplarischen, verkleinerten Innovationsnetzwerk und deren Nutzung in einem Fahrzeugdemonstrator. 

Projektförderung: BMBF (Bundesministerium für Bildung und Forschung)

Elektromobilität

Projektlaufzeit: 3 Jahre

Projektpartner:

Vector Informatik GmbH - Jiao Tong Universität Shanghai (SJTU) - TGOOD (CN)

Ansprechpartner

Lehrstuhl Kraftfahrzeugmechatronik Herr Prof. Dr-Ing. H.-C. Reuss

Herr Dr.-Ing. Grimm

Dipl.-Ing. Chris Auer

Telefon +49 711-685-69456

EVIAN: Electric Vehicle Intelligent Charging Technology R & D Combined with Electricity Network Adaptation and Battery Lifetime Factors

In diesem 2+2 Förderprojekt des BMWi forschen 2 chinesische und 2 deutsche Partner im Umfeld des Ladens von Elektrofahrzeugen. Dabei werden auf chinesischer Seite Big-Data Ansätze zur Optimierung der Ladevorgänge betrachtet. Die deutschen Partner fokussieren sich auf das Rückspeisen von Energie ins Netz und auf die kabellose Kommunikation beim Laden.
Kernziele des Vorhabens sind - Big Data-gesteuerte Ladestrategie und Entwicklung intelligenter Ladestationen. - Allgemeine Bedingungen und erforderliche Parameter für die Rückspeisung von Strom, um eine hohe Netzqualität zu gewährleisten . - Kommunikationsrahmen für den Lade-/Entladevorgang und Software für die Kommunikation zwischen Fahrzeug und Netz. - Test und Fehlerdiagnose. - Aufbau einer prototypischen Ladestation als Demonstrator und zum Nachweis der obigen Punkte.

Projektförderung: Fördermittelgeber Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Abgeschlossene Projekte

Projektlaufzeit: 3 Jahre

Projektpartner: Daimler - Porsche - EnBW - Bosch - KIT, DLR, IPT Technology

Ansprechpartner

Lehrstuhl Kraftfahrzeugmechatronik

Herr Prof. Dr.-Ing. H.-C. Reuss

Herr Dr.-Ing. Grimm 

Dr.-Ing. Dean Martinovic

Telefon  +49 711-685-6852 

Berührungsloses, induktives und positionstolerantes Laden - BIPoLplus

Heutzutage werden batterieelektrische Fahrzeuge in aller Regel konduktiv an den üblichen Haushaltssteckdosen aufgeladen. Dies erfordert ein aktives Handeln des Fahrzeugnutzers. Er muss sein Fahrzeug für den Ladevorgang an der Ladestation manuell kontaktieren bzw. nach Ladeschluss das Ladekabel entfernen. Anzunehmen ist, dass dieser Vorgang ein bzw. mehrmals täglich stattfinden wird, da batterieelektrische Fahrzeuge heute eine begrenzte Reichweite haben und entsprechend häufig aufzuladen sind. Für den Fahrzeugnutzer ist dies ein erheblicher Aufwand und erfordert diszipliniertes Handeln, auch unter eventuell widrigen Bedingungen (schlechtes Wetter, verschmutzte Ladekabel). Batterieelektrische Fahrzeuge können prinzipiell an jeder Steckdose geladen werden. Die maximale Leistung ist i.a. aber auf 3 kW begrenzt, was zur Vollladung einer Fahrbatterie von etwa 20 kWh Kapazität etwa 5 bis 10 Stunden dauert. Dies ist für eine komfortable Nutzung – wenn man es mit heute üblichen verbrennungsmotorisch betriebenen Fahrzeugen vergleicht, nicht wettbewerbsfähig. Außerdem gilt es generell das Nutzerverhalten zu berücksichtigen, der Stecker wird dann zur Hand genommen, wenn notwendig. So ergeben sich höhere Ladehübe pro Ladung mit einer höheren Belastung der Batterie und größeren Belastungen des Stromnetzes. Die tatsächliche Belastung des Netzes hängt dann auch noch von der statistischen Verteilung der Ladevorgänge über die Menge der Elektrofahrzeugnutzer ab. Es sind andere Lösungen notwendig, um dieses Problem zu lösen. Wenn die E-Mobilität einen Beitrag zur Netzintegration dezentraler Einspeiser durch eine Lastverschiebung leisten soll, muss die Ladedauer deutlich unter 10 h liegen und die Ladeleistung entsprechend angepasst werden.
 
Kernziele des Vorhabens sind 
Die Gestaltung einer einfach handhabbaren Ladeinfrastruktur mit ausreichender Leistung für kurze Ladezeiten ist ein Schlüsselfaktor für den wirtschaftlichen Durchbruch der Elektromobilität und ermöglicht durch die Gesamtheit der technologieübergreifenden Innovationen zunächst eine signifikante Verbesserung der Kundenakzeptanz.  Für die Automobilhersteller und die Zulieferindustrie, aber auch für die Energiewirtschaft, eröffnen sich durch die branchenübergreifende Zusammenarbeit neue Geschäftsfelder wie z. B. die Fertigung von Zulieferteilen und Komponenten. Dazu sind technische Grundlagen zu erarbeiten, unter Berücksichtigung der kostenverträglichen Machbarkeit. 
 
Im Projekt werden die Grundlagen für mehrere Teilziele erarbeitet:
 
- Erarbeiten eines System-Lastenheftes für die berührungslose Schnellladung. - Analyse und exemplarische Konzeption der Teilkomponenten primäre Leistungselektronik, Primärspule, Sekundärspule, sekundäre Leistungselektronik. - Aufbau der Funktionsmuster für die primär- und sekundärseitigen Komponenten. - Integration, Inbetriebnahme und Applikation der infrastrukturseitigen und der fahrzeugseitigen Komponenten. - Messtechnische Bewertung des Funktionsmusters unter Berücksichtigung einschlägiger Normen und Vorschriften. - Entwicklung eines Fahrerassistenzsystems zum Auffinden der Ladespule. - Inbetriebnahme, Netzintegration und Praxistest des kompletten Ladesystems.
 
Weitere Ziele im Projekt: Herausarbeiten von Kriterien zur Sicherstellung der Interoperabilität verschiedener Systeme zur Vorbereitung der Standardisierung durch begleitende Simulation und Studien, unter anderem die Erfassung der Anforderungen zur Konzeption einer Ladespur, auf der mehrere Fahrzeuge in vorrückender Fahrweise geladen werden. Hierzu werden intelligente Systeme zur optimierten Netzbetriebsführung konzipiert und evaluiert.
 
Projektförderung Fördermittelgeber  Bundesministerium für Bildung und Forschung

 

Projektlaufzeit: 2016 bis 2018

Projektpartner - Vector Stiftung

Kraftfahrzeugmechatronik

Herr Prof. Dr.-Ing. H.-C. Reuss 

Dr.-Ing. Thomas Riemer

Telefon +49 711 685-68131

ownGRID – Elektromobilität als lokale Speicherlösung durch Smartgridoptimierung

Ziel des Projektes ownGRID ist es, ganzheitlich optimierte Betriebsstrategien für lokale Netze, die die stationären Verbraucher (Privathaushalt), einen regenerativen Energieerzeuger (PV-Anlage), ein Elektrofahrzeug und Batteriespeicher (im Fahrzeug und stationär) umfassen, zu entwerfen um diese Netze kosten- und energieoptimal zu betreiben. Durch die intelligente Nutzung der vorhandenen Energiespeicherkapazitäten, also durch Rückspeisung von Energie aus dem geladenen Stationärspeicher ins lokale Netz oder das Laden des Elektrofahrzeuges während Phasen in denen ein Solarstromertrag anfällt, lässt sich die Autarkiequote, unter Gewährleistung der Randbedingungen Mobilitätsbedarf und Verschleiß, erhöhen und somit sowohl monetäre wie auch ökologische Vorteile erreichen. Darüber hinaus werden zukünftige Wetter- und Fahrprognosen verwendet, um das Netz intelligenter und angepasst auf die zukünftige Situation regeln zu können. Kernziele des Vorhabens sind - Entwurf einer ganzheitlich optimierten Betriebsstrategie für lokale Netze. - Kosten- und energieoptimaler Betrieb der Netze unter Berücksichtigung der Randbedingungen. - Berücksichtigung von Wetterprognosen, gelernte Verbrauchsmuster des Hauses und dem Mobilitätsbedarf des Elektrofahrzeugs.

Projektförderung Fördermittelgeber Vector Stiftung

Lehrangebot

Das Lehrangebot finden Sie in der Rubrik "Lehre"

Publikationen

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Ansprechpersonen

Hans-Christian  Reuss
Prof. Dr.-Ing.

Hans-Christian Reuss

Inhaber des Lehrstuhls Kraftfahrzeugmechatronik - Geschäftsführender Direktor IVK

Ursula Laucher
 

Ursula Laucher

Sekretariat Lehrstuhl Kraftfahrzeugmechatronik

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