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Institut für Fahrzeugsystemtechnik

Teilinstitut Fahrzeugtechnik

Rintheimer Querallee 2
Gebäude 70.04
76131 Karlsruhe

Tel. +49 721 608-42372
Fax  +49 721 608-44146

 

Sprechstundenzeiten Sekretariat:

Montags und Freitags:    09:30 - 11:30 Uhr

Mittwochs Campus Süd:  09:30 - 11:30 Uhr

 
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ModECaP - Modular Electrified Capsule and Platform - Machbarkeitsstudie Disruptive Fahrzeugkonzepte

ModECaP - Modular Electrified Capsule and Platform - Machbarkeitsstudie Disruptive Fahrzeugkonzepte
Ansprechpartner:

Frey, Michael

Förderung:

Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden Württemberg

Partner:

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) (Koordinator)

- Institut für Fahrzeugkonzepte (FK)

Forschungsinstitut für Kraftfahrwesen und Fahrzeugmotoren Stuttgart (FKFS)

Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

- Institut für Technik der Informationsverarbeitung (ITIV)

- Institut für Fahrzeugsystemtechnik (FAST)

Universität Ulm (UULM)

- Institut für Mess-, Regel- und Mikrotechnik (MRM)

Starttermin:

01.09.2018

Endtermin:

31.12.2019

Motivation

Der Mobilitätssektor unterliegt starken Veränderungen. Der gesellschaftliche Bedarf an sauberer und nachhaltiger Mobilität nimmt zu, unterstützt durch gesetzliche Vorgaben zur Luftreinhaltung. Die Städte entwickeln sich dabei zu maßgebenden Akteuren. Demographische Trends und Lebensstile, wie Wachstum der Weltbevölkerung und Urbanisierung, sowie Individualisierung hin zur Single-Gesellschaft sind nur einige Trends, die die Mobilität in Zukunft weiter diversifizieren und neuen Mobilitätskonzepten („Mobility-as-a-Service / Pay-per-use“) zum Durchbruch verhelfen können.

In den kommenden Jahren werden sich die drei Technologietrends Hochautomatisiertes Fahren, Elektromobilität und Digitalisierung/Konnektivität gegenseitig verstärken und beschleunigen. Gemeinsam mit der Diversifizierung der Mobilität haben diese Technologien das Potential, das Geschäftsmodell „Automobil“ nachhaltig zu verändern. Um einer gegenüber konventionellen Fahrzeugen geringeren Wertschöpfung bei Elektrofahrzeugen und damit der möglichen Gefahr bei der Beschäftigungssicherung entgegen zu treten, wird u.a. auch nach neuen Produktlösungen, Geschäftsmodellen und (Service-) Angeboten gesucht. Insbesondere werden immer mehr disruptive Lösungen gesucht, die den notwendigen Wandel deutlich besser unterstützen als evolutionäre Entwicklungen in kleinen Schritten. In diesem Projekt wird die Machbarkeit eines disruptiven Fahrzeugkonzeptes bestehend auf einer Trennung von Fahrmodul und Transportkapsel untersucht.

 

Ziele

Disruptive Fahrzeugkonzepte basieren auf gänzlich neuen Technologien und Innovationen, um ein bestehendes Produkt oder eine bestehende Dienstleistung zu ersetzen oder wesentlich zu ändern. Gegenüber der evolutionären Weiterentwicklung von Fahrzeugen sind disruptive Fahrzeugkonzepte auf den ersten Blick als ungewöhnlich erscheinende Merkmale gekennzeichnet. Das in diesem Projekt vorgesehene, autonome, fahrerlose, elektrische Fahrzeugkonzept ermöglicht eine neue Art der Modularität und damit auch eine neue Intermodalität, neue Produkte und Geschäftsmodelle. Es besteht im Kern aus der Trennung von Fahrmodul und Transportkapsel wie in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1 - Übersicht der Phasen und Aktivitäten des CPS-Update-Prozesses

 

Das Ziel dieses Projekts ist der Nachweis der Machbarkeit eines Demonstrations- und Industrialisierungsvorhabens für das „on-the-road“-modulare, fahrerlose Fahrzeugkonzept:

  1. Detaillierung des Gesamtfahrzeugkonzepts und seiner Architektur einschließlich Anfertigung eines 1:10 Modells;
  2. Identifizieren eines wirtschaftlichen Anwendungsfalls für die Demonstration in der Stuttgarter Region;
  3. Stakeholder-Konsultation aus Industrie, Wirtschaft, Forschung und Gesellschaft;

 

Das FAST fokussiert sich auf die Konzeptionierung des für die betrachteten Anwendungsfälle notwendigen Fahrwerks- und Lenkungskonzepts inkl. der Integration der notwendigen Antriebe sowie die Machbarkeit der Realisierung innerhalb des disruptiven Fahrzeugkonzeptes.

 

Vorgehensweise

Die Machbarkeit einer neuen Mobilitätslösung basierend auf einem disruptiven Fahrzeugkonzept hängt im Wesentlichen von zwei Faktoren ab:

  • dem Fahrzeugkonzept selbst mit all seinen neuen innovativen Ausprägungen und
  • der erfolgreichen Anwendbarkeit im Transportsystem mit entsprechend neuen Geschäftsmodellen.

Im Zentrum stehen die Stakeholder. Das sind auf der Fahrzeugkonzeptseite die alten und neuen Fahrzeughersteller mit Zulieferern auf allen Ebenen und auf der Transportsystem- und Anwendungsseite die ÖPNV –Betreiber, Logistikunternehmen, KEP-Dienstleiter, Kommunen und nicht zu vergessen, die Personen als Nutzer. Das folgende Bild verdeutlicht diese einfachen Zusammenhänge:

Abbildung 2 - Vorgehensweise

 

Die Machbarkeit ist dann gegeben, wenn für alle jeweils betroffenen Stakeholder sowohl das Fahrzeug technisch realisierbar als auch dessen Anwendung im Transportsystem einen Mehrwert bietet. Daraus ergibt sich für das Projekt eine einfache Vorgehensweise: Das betrachtete Fahrzeugkonzept als auch dessen Anwendung im Transportsystem müssen beschrieben und Eckdaten in einem ersten Entwurf festgelegt werden. Bei dem Fahrzeugkonzept werden das Gesamtfahrzeug mit allen Schnittstellen, das Driveboard zusammen mit einem neuartigen Fahrwerk, sowie die Automatisierung einschließlich IKT Integration in Infrastruktur betrachtet. Auf Anwendungsseite im Transportsystem werden die beiden Felder Personenverkehr (ÖPNV - einschließlich Individualverkehr) und Güterverkehr (z.B. Stückgut, Wirtschaftsverkehr, etc.) betrachtet. Um eine zeitnahe technische Umsetzung und die Anwendung mit Industrie und KMU zu ermöglichen, werden im dem zentralen Punkt der Stakeholderbeteiligung frühzeitig