SUE - Self-driving urban e-shuttle; Teilvorhaben: Entwicklung und Integration Subsystem Antriebsstrang

Abstract

Stand der Technik: Marktübliche Shuttles basieren auf sicherheitskritischen Hochvoltarchitekturen. Für 48-V-Systeme existieren kaum Referenzen. Daher bestand ein erheblicher Bedarf, bekannte Technologien neu zu kombinieren und für SUE anzupassen.

Zielsetzung der Untersuchung: Für SUE existierte keine passende 48-V-Antriebslösung, die Leistung, Bauraum- und Sicherheitsanforderungen erfüllt. Ziel war daher die Entwicklung eines kompakten, leistungsfähigen und sicheren 48-V-Antriebsstrangs. Die vollständige Integration in zwei Prototypen sollte technische Machbarkeit, Sicherheit und Zulassungsfähigkeit demonstrieren.

Methode: Die Entwicklung folgte dem V-Modell. Anforderungserhebung/Sicherheitskonzepte/Schnittstellen/Komponentenauswahl wurde erarbeitet. Virtuelle Integration in EPLAN unterstützte die Bauraumplanung. Hardware und Software wurden parallel entwickelt, am Teilsystem geprüft und in 2 Prototypen integriert. Prüfstands- und Fahrtests dienten der Validierung, ergänzt durch EMV- und sicherheitsrelevante Untersuchungen.

Ergebnis: Das Projekt führte zu einem 48-V-Antriebsstrang, der Geschwindigkeiten bis 50 km/h und Steigungen bis 15 % erreicht. Torque-Vectoring verbesserte Wendekreis. Die entwickelte Software ermöglichte die Fahrzeugsteuerung nach ISO26262. Die Prototypen absolvierten alle relevanten Tests erfolgreich und bestätigten die technische und sicherheitsrelevante Umsetzbarkeit.

Schlussfolgerung/Anwendungsmöglichkeiten: Das Projekt beweist, dass 48-V-Systeme eine leistungsfähige und wirtschaftliche Alternative zu Hochvoltlösungen darstellen können. Die entwickelte Architektur eignet sich für autonome Shuttles und andere modulare Plattformen. Die gewonnenen Erkenntnisse in Energiemanagement, Sicherheitsarchitektur und Torque-Vectoring bilden eine Grundlage für zukünftige Serienentwicklungen und stärken die Position der beteiligten Partner im Bereich innovativer Niedervoltsysteme.

State of the Art: Commercially available shuttles are typically based on safety-critical high-voltage architectures. There are hardly any references for 48-V systems. Consequently, there was a significant need to recombine existing technologies and adapt them specifically for SUE.

Objective of the Investigation: For SUE, no suitable 48-V drive solution existed that could meet the required performance, packaging, and safety criteria. The objective was therefore to develop a compact, powerful, and safe 48-V drivetrain. Full integration into two prototypes was intended to demonstrate technical feasibility, safety, and homologation capability.

Method: Development followed the V-model process. Requirements, safety concepts, interfaces, and component selection were defined. Virtual integration in EPLAN supported packaging activities. Hardware and software were developed in parallel, validated at subsystem level, and integrated into two prototypes. Bench tests and on#road testing supported validation, complemented by EMC and safety-related examinations.

Result: The project delivered a 48-V drivetrain capable of reaching speeds up to 50 km/h and handling gradients of up to 15 %. Torque vectoring improved the turning radius. The developed software enabled ISO 26262#compliant vehicle control. Both prototypes successfully completed all relevant tests, confirming technical and safety feasibility.

Conclusion/Application Potential: The project demonstrates that 48-V systems can be a powerful and cost-efficient alternative to high-voltage solutions. The developed architecture is suitable for autonomous shuttles and other modular platforms. The gained insights in energy management, safety architecture, and torque vectoring provide a solid foundation for future series development and strengthen the partners’ position in innovative low-voltage mobility systems.