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29.05.2019 | Mess- und Prüftechnik | Nachricht | Onlineartikel

FKFS weiht Prüfstände für Fahrdynamik und Antriebe ein

Autor:
Michael Reichenbach

Das Forschungsinstitut FKFS und das IVK der Universität Stuttgart enthüllten in Stuttgart drei neue Prüfstände für Fahrzeugdynamik, Hybrid- und elektrische Antriebe.

"Mit dieser Einweihung stehen neue Ressourcen zur Verfügung, um Spitzenforschung möglich zu machen": Mit diesen Worten gratulierte Ulrich Steinbach, Ministerialdirektor und Amtschef des Ministeriums für Wissenschaft, Forschung und Kunst von Baden-Württemberg allen Beteiligten in einer Videobotschaft, als drei moderne Prüfstände und ihr neues Prüfgebäude am 23. Mai 2019 in Stuttgart eröffnet wurden. Zuvor hatte Prof. Wolfram Ressel, Rektor der Universität Stuttgart, die Gäste, Prüfstandsbauer und Institutsmitarbeiter vom (FKFS) und vom Institut für Verbrennungsmotoren und Kraftfahrwesen (IVK) der Universität Stuttgart begrüßt: "Prüfstände können nicht im Freien aufgestellt werden, man braucht eine Hülle dafür". Diese Ausstattung sei genau das Richtige, um bei den Themen CO2-Minderung, Hybridisierung, Elektromobilität und automatisiertes Fahren neue Erkenntnisse zu erbringen.

Nun startete offiziell der Forschungs- und Testbetrieb auf den zum Teil europaweit einzigartigen Prüfeinrichtungen. "Für die Institute sind diese Investitionen – nach der umfassenden Modernisierung des Windkanals im Jahr 2014 und mehrfachen Erweiterungs- und Neubauten am Stuttgarter Pfaffenwaldring – ein weiterer Meilenstein ihrer strategischen Ausrichtung auf die Mobilität von morgen", sagte Prof. Hans-Christian Reuss, aktueller Vorstandsvorsitzender am FKFS und geschäftsführender Direktor des IVK. Dabei geht es konkret um drei Prüfstände mit modernem Equipment: den FDP, den HEP und den HMP.

Fahrzeugdynamik-Prüfstand

Der neue Fahrzeugdynamik-Prüfstand (FDP) steht für ein innovatives Testkonzept, das weltweit einmalig ist, sagte Prof. Jochen Wiedemann vom FKFS. Nur vor 40 Jahren hatte MTS Systems schon ein ähnliches Prüfstandskonzept beim US-Militär installiert. Es wurden rund vier Millionen Euro von Bund (DFG), Land Baden-Württemberg, FKFS und MTS Systems investiert. Erstmals lassen sich damit längs-, quer- und vertikaldynamische Fahrzeugeigenschaften unter Laborbedingungen untersuchen – und dies nicht nur isoliert, sondern auch ganzheitlich mit einer detaillierten und reproduzierbaren Betrachtung der Wechselwirkungen. Das eröffnet ein breites Anwendungsspektrum für aktuelle und zukünftige Technik, von der Unterstützung des klassischen Fahrversuchs bis hin zur Erprobung des Zusammenspiels von neuartigen Antriebs- und Fahrwerkskonzepten. So können auf dem FDP beispielsweise Assistenzsysteme, aktive Lenk- und Fahrwerkssysteme oder integrierte Fahrdynamikregelsysteme weiterentwickelt, erprobt und zertifiziert werden. Außerdem ist auf dem neuen Prüfstand das Testen von Funktionen aus dem Bereich des autonomen Fahrens unter sicheren Bedingungen Tag und Nacht wetterunabhängig möglich.

Hochleistungs-Elektroantriebsstrang-Prüfstand

Hoch flexibel – mit zwei Radmaschinen und einer Antriebsmaschine – ist der neue Hochleistungs-Elektroantriebsstrang-Prüfstand (HEP) zur Erprobung von kompletten E-Antrieben oder einzelnen Komponenten aufgebaut. Um zukünftige Anforderungen für elektrische Antriebsstränge in Bezug auf Leistung, Drehzahlen und Spannungslage zu erfüllen, wurde der HEP auf wegbereitende Kenndaten ausgelegt. So erfolgt etwa die Energieversorgung der Prüflinge durch einen leistungsfähigen Batteriesimulator für Spanungsebenen bis 1000 V. Neben der Antriebsapplikation und Funktionsentwicklung sind auf dem HEP dynamische Belastungstests und Dauererprobungen möglich. Außerdem können Wirkungsgrad- und Systemvermessungen mit hochpräziser Leistungsmesstechnik und Parameteridentifikation von E-Maschinen dargestellt werden. Der neue Prüfstand wird zudem die Erprobung hoch verfügbarer Antriebe im automatisierten Fahrzeug unter realistischen Lastkollektiven und Ausfallszenarien ermöglichen.

Hybridantriebs-Prüfstand

Der Hybridantriebs-Prüfstand, vom FKFS Hybridmotoren-Prüfstand (HMP) genannt, übernimmt eine Doppelrolle und leistet darin einen Beitrag zur Einhaltung der CO2-Ziele: Einerseits verfügt er über Belastungseinrichtungen, die Verbrennungsmotoren im Hybridbetrieb simulieren, inklusive einer Anlage zur gesetzkonformen Abgasanalyse. Andererseits lässt sich der Antriebsstrang unter Belastung mit leistungsstarken elektrischen Verbrauchern erproben, wobei verschiedene Messtechniken zur Onlineanalyse limitierter Schadstoffkomponenten eingesetzt werden. Mit dem neuen HMP könne so das Emissionsverhalten von Hybridantriebssträngen in einem sehr frühen Stadium getestet und beurteilt werden. Außerdem sind die Institute damit in der Lage, komplette Entwicklungsprozesse von Hybridsystemen zu beschreiben: von der Funktionsentwicklung über die Modellierung des Abgas-Rohemissionsverhaltens und der Umsetzungswirkungsgrade des Abgasnachbehandlungssystems bis hin zur Parametrierung und Validierung des fertigen Systems unter stationären Bedingungen sowohl in gesetzlichen als auch in realen Prüfzyklen.

Mehr über den neuen Fahrzeugdynamik-Prüfstand (FDP) kann die Leserschaft dem Fachartikel "Ganzheitliche Fahrdynamik unter Laborbedingungen" im ATZextra Automotive Engineering Partners ab Seite 50 entnehmen. Nach den Reden und Grußworten stellten sich folgende sieben Protagonisten zum Gruppenbild auf (von links nach rechts): Prof. Andreas Wagner (Nachfolger von Prof. Jochen Wiedemann seit 1. April 2019), FKFS; Prof. Michael Bargende, FKFS; Dr. Jeffrey Graves, MTS Systems; Prof. Wolfram Ressel, Universität Stuttgart; Dirk Lappe, Porsche Engineering Group; Dr. Hiroshi Nakamura, Horiba Europe; Prof. Hans-Christian Reuss, FKFS.

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