Ab heute werden Hybrid-Antriebe optimiert

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Neuer Prüfstand von der Universität Kassel macht Antriebe konfortabler und effizienter.

Kassel. Hybrid-Fahrzeugantriebe gelten als wesentlicher Baustein einer nachhaltigen Energiewirtschaft. Doch noch sind erst rund drei Prozent aller Neuzulassungen weltweit Hybrid-Fahrzeuge. Das Fachgebiet Mechatronik mit dem Schwerpunkt Fahrzeuge der Universität Kassel weiht heute eine Erweiterung seines Motorenprüfstandes ein, mit deren Hilfe Hybrid-Antriebe optimiert werden können.

Mit dem sogenannten Hybrid-Antriebstrang-Prüfstand schließt das Fachgebiet unter Leitung von Prof. Dr.-Ing Michael Fister den Ausbau des Motorenprüfstands vorerst ab. Die Erweiterung ist Teil einer Modernisierung des Prüfstandes, in die die Universität in den vergangenen Jahren rund 300.000 Euro investiert hat. Das Fachgebiet ist damit nunmehr in der Lage, das komplexe Zusammenspiel von E-Motoren und Verbrennungsmotoren in einem Gesamt-Antriebssystem zu erfassen und die anfallenden Daten auszuwerten. Ein Ziel ist, damit die Steuergeräte, die dieses Zusammenspiel in den Hybrid-Fahrzeugen dirigieren, zu optimieren, damit Hybrid-Antriebe in Zukunft komfortabler, schadstoffoptimierter und energieeffizienter laufen.

Daneben kann die Anlage die Belastung beispielsweise durch unterschiedliche Streckenprofile simulieren; die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler können so Verbrauch, Wirkungsgrade, Schadstoffausstoß und Belastungsreserven verschiedener Motoren testen. Aktuelles Herzstück aber ist der neue Hybrid-Antriebsstrang. "Einen Prüfstand mit dieser umfassenden Möglichkeit, auch E- Motoren zusammen mit Verbrennungsmotoren zu untersuchen, haben bundesweit nur wenige Universitäten", freute sich Fachgebietsleiter Prof. Fister. "Wir beteiligen uns damit an der Forschung auf einem absoluten Zukunftsfeld für die Industrienation Deutschland." Er dankte den Unternehmen ZF Friedrichshafen, Schaeffler Engineering und Volkswagen Kassel, die zur Ausstattung des Hybrid-Antriebsstrangs beigetragen haben.

Das Fachgebiet Mechatronik für Fahrzeuge wurde im Jahr 2011 neu gegründet und gehört zum Institut für Antriebs- und Fahrzeugtechnik der Universität Kassel. Es arbeitet in der jungen Ingenieurdisziplin Mechatronik, welche Elemente des klassischen Maschinenbaus und der Elektrotechnik verwendet und umfassender verknüpft.

Hintergrund:Hybrid-Antriebe haben ein übergeordnetes Steuergerät, das das Zusammenspiel der beiden Motoren – Elektromotor und Verbrennungsmotor – bestimmt. Diese Einheit dirigiert die Steuergeräte, die wiederum die Arbeit der beiden Motoren organisieren. Beispielsweise wird so geregelt, wann von dem Verbrennungsmotor auf den Elektromotor umgeschaltet wird. Auch wenn die Hybrid-Steuerungseinheit übergeordnet ist, kann es aber in bestimmten Situationen sinnvoll sein, dass ein untergeordnetes Steuergerät seinen Motor einen Prozess erst einmal abarbeiten lässt. Welche Einheit wann "das Sagen" hat, regeln bestimmte Algorithmen. Sind diese Regeln nicht optimiert, kann dies kurzzeitig zu unnötigem Energieverbrauch führen, oder das Fahrzeug läuft in Übergangssituation unkomfortabel, was der Fahrer oder die Fahrerin durch ein Ruckeln spürt. Hier setzt eine der Forschungsaktivitäten des Fachgebiets Mechatronik für Fahrzeuge an. Ziel ist eine neue "Steuergeräte-Topologie", das heißt eine bessere Verkettung, die das Zusammenarbeiten der Motoren und damit die Hybrid-Antriebe komfortabler und energieeffizienter machen.

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