Antriebstechnik-Labor

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Real trifft virtuell

An der HFU wird Antriebstechnik neu gedacht: Die Forschungsgruppe Powertrain and Machine Validation Laboratory (PMVL) um Prof. Dr. Jäger baut derzeit ein hochmodernes Antriebstechnik-Labor auf. Hier können sowohl virtuelle als auch reale Analysen an Antriebssystemen durchgeführt werden.

Das Labor bietet umfassende Lern- und Forschungsmöglichkeiten, außerdem können Unternehmen die Einrichtung für Forschungskooperationen und gemeinsame Projekte nutzen.

Prüfstände und Ausstattung

Abtriebsmotor und An- / Abtriebsmotor

Das Herzstück des Labors sind Prüfstände für die Untersuchung von Antriebssystemen und deren Komponenten. Hierbei können mithilfe moderner Validierungsmethoden sowohl virtuelle als auch reale Studien durchgeführt werden. Derzeit im Fokus stehen Effizienz und Akustikverhalten.

Antriebssystem-Prüfstand

Der Prüfstand ist mit zwei leistungsstarken Abtriebsmaschinen ausgestattet, die jeweils eine Nennleistung von 250 kW aufweisen. Durch ein maximales Drehmoment von 11.500 Nm und einem Nennmoment von 3.500 Nm (bei 680 min-1) können die Maschinen zur Simulation von Fahrwiderständen genutzt werden. Die leistungsfähige DC-Quelle mit 250 kW Nennleistung bei 730 V/600 A ermöglicht es, ein Antriebssystem mit simulierter Batterie zu untersuchen.

Das System ist mit Echtzeitfähigkeit durch EtherCAT ausgestattet und zeichnet sich durch einen besonders modularen Gesamtaufbau aus. Damit lassen sich verschiedene Antriebssysteme untersuchen. Modernste Hard- und Software ermöglicht die Erfassung und Verarbeitung umfangreicher Messdaten verschiedener Sensoren (Drehmoment, Drehzahl, Temperatur, Beschleunigung).

Verzahnungsprüfstand

Das Labor verfügt darüber hinaus über einen eigens entwickelten Prüfstand, der zur Untersuchung von Zahnrädern eingesetzt wird. Auf diesem werden Zahnräder für die Elektromobilität hochpräzise getestet, um die Auswirkungen von kleinsten Veränderungen am Zahnrad zu detektieren. Gemessen werden können unter anderem Vibrationen am Gehäuse (Körperschall) sowie das akustische Verhalten (Luftschall). Der Prüfstand ist ebenso echtzeitfähig.

Sonstige Ausstattung

Darüber hinaus ist das Labor mit modernster Messtechnik zur Durchführung von Modalanalysen ausgestattet, um das dynamische Schwingungsverhalten von Bauteilen zu charakterisieren. Die experimentelle Modalanalyse wird durchgeführt, um die virtuellen Ergebnisse, die mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode (FEM) ermittelt wurden, zu vergleichen und zu validieren. Für Modalanalysen stehen mehrere Beschleunigungssensoren zur Verfügung, für akustische Messungen mehrere hochpräzise Messmikrofone sowie eine geeignete Auswertesoftware.

Virtuelle Produktentwicklung

Im Bereich der virtuellen Produktentwicklung bietet das Labor die Möglichkeit, folgende Untersuchungen durchzuführen:

  • Lineare und nichtlineare strukturmechanische Analysen (FEM)
  • Dynamische Analysen (FEM und MKS)
  • Topologieoptimierung
  • Domänenübergreifende Simulation von (Antriebs-)Systemen (1D-Simulation)
  • Modal- und Frequenzantwortanalysen (FEM und real-experimentelle Validierung)

Ich bin Experte für Antriebstechniken. Darf ich Sie dazu informieren?

Laborleitung