Verbundprojekt: AnRox - Ausfallsicheres und effizientes elektrisches Antriebssystem für Robotertaxis; Teilvorhaben: Antriebssysteme und Betriebsstrategien

Abstract

Das Verbundprojekt AnRox hatte zum Ziel die Erforschung und Validierung von ganzheitlich optimierten System- und Komponentenlösungen für ausfallsichere Antriebssysteme und Energiebordnetze für das automatisierte elektrische Fahren. Dabei sollten die Mehrkosten für die Ausfallsicherheit minimiert und/oder durch einen nachweisbaren Mehrwert für Endnutzer oder Betreiber kompensiert werden. Die im Rahmen des Projekts entwickelten Methoden, Simulationstools und Lösungen fokussierten auf den Anwendungsfall eines Robotertaxis, sind jedoch generell auf alle elektrisch angetriebenen Fahrzeuge übertragbar. Aus Anwender- und Betreibersicht ergeben sich neue Anforderungen an zukünftige (teil-)automatisierte Fahrzeuge wie bspw. veränderte Fahrprofile und Komfortanforderungen. Weiterhin steigen mit zunehmendem Automatisierungsgrad die Sicherheits- und Zuverlässigkeitsanforderungen. Daraus ergeben sich erhöhte Effizienz-, Verfügbarkeits- und Lebensdaueranforderungen an das ausfallsichere Antriebssystem und das Energiebordnetz, deren Analyse und entsprechende Ableitung der belastbaren Arbeitshypothesen für die Erforschung der technischen Lösungen einen wichtigen Teil des Verbundprojekts darstellte. Hinsichtlich der technischen Umsetzung bieten elektrische Antriebssysteme gegenüber Verbrennungsmotoren neue Freiheitsgrade und Lösungsvarianten sowohl auf der Komponenten- als auch auf der Topologieebene. Mit KI-basierten Betriebs-, Fehlererkennungs- und Behandlungsstrategien sind die Beherrschung hochkomplexer Systeme und die maximale Ausbeutung von neuen Freiheitsgraden möglich. Auf Topologieebene wurden verschiedene Varianten von Ein- und Mehrmaschinensystemen betrachtet und die Wechselwirkungen zu Lenkung und Bremse berücksichtigt. Die daraus resultierenden Erkenntnisse in Form vergleichender Bewertung und identifizierten Vor- und Nachteilen flossen direkt in neue Komponentenlösungen und Diagnoseansätze zur Steigerung der Betriebssicherheit ein. Abgesichert wurden die Ergebnisse anhand einer durchgängigen Validierungskette vom Antriebsprüfstand bis zum Fahrzeugdemonstrator.