Institut für Fahrzeugsystemtechnik

Optimale Fahrdynamikregelung von Elektrofahrzeugen mit radindividuellen Antrieben

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Fahrdynamikregelung

Die hohe Leistungsdichte und kompakte Bauweise heutiger Elektromotoren ermöglicht den Einsatz mehrerer Antriebe in einem Kraftfahrzeug. Außer dem Einachsantrieb sind somit auch Fahrzeuge mit mehreren Motoren bis hin zu Fahrzeugen mit radindividuellen Antrieben realisierbar. Die Koordination dieser Antriebe stellt die Antriebs- und Fahrdynamikregelung vor neue Herausforderungen.

Im Rahmen dieses Projekts wird ein generischer Ansatz zur Regelung mehrmotoriger Elektrofahrzeuge anhand eines Fahrzeugs mit radindividuellen Antrieben entwickelt. Das primäre Ziel des Regelungsansatzes besteht in der Steigerung der Fahrdynamik hinsichtlich der Kriterien Sicherheit, Komfort und Agilität. Darüber hinaus motiviert die Problematik geringer Reichweiten heutiger Elektrofahrzeuge die Erweiterung der Regelungsaufgabe um eine verlustminimale Verteilung der Radmomente. Hierbei muss die gesamte Wirkungsgradkette aller leistungsübertragenden Bauteile erfasst und berücksichtigt werden. Zusätzlich wird die Wahl der Radmomente durch Nebenbedingungen, wie beispielsweise die statischen und dynamischen Stellgrenzen der Aktoren, der nutzbare Reibwert sowie die verfügbare Batterieleistung eingeschränkt. Abschließend erfolgt die Bewertung des Regelungsansatzes in einer validierten Rechnersimulation anhand standardisierter Testverfahren.

Aufgabenstellung: Entwurf eines Regelungsansatzes für Elektrofahrzeuge mit radindividuellen Antrieben

  • Fahrdynamikregelung mittels radindividueller Drehmomentvorgaben an die einzelnen Motoren
  • Nutzung aller Freiheitsgrade des mehrmotorigen Antriebskonzepts
  • Minimierung der im Antriebsstrang anfallenden Verlustleistungen durch eine geeignete Ansteuerung der Antriebsmotoren

Zielsetzung: Optimale Fahrdynamikregelung hinsichtlich Fahrdynamik und Energieverbrauch

  • Fahrdynamikregelung zur Steigerung der Fahrsicherheit, der Agilität und des Komforts
  • Entwurf einer zentralen Regelungsstruktur, zur optimalen Nutzung redundanter Aktoren
  • Identifikation der Freiheitsgrade bei der Verteilung der Antriebsmomente
  • Geeignete Nutzung der Freiheitsgrade durch eine verlustminimale Verteilung der Radmomente
  • Bewertung des Ansatzes hinsichtlich Fahrdynamik und Energieverbrauch an einem validierten Gesamtfahrzeugmodell und standardisierter Testverfahren