Offene ADPs/ARPs, Bachelor- u. Masterarbeiten

Bei einer Gesamtbetrachtung von elektrischen Antriebssträngen verursachen Getriebeverluste auf Grund der hohen Effizienz von Leistungselektronik und elektrischen Maschinen einen nicht zu vernachlässigenden Anteil der Gesamtverluste. Diese Verluste steigen mit der Viskosität des Getriebeöls bei niedrigen Temperaturen. Um die Effizienz eines Getriebes nach einem Kaltstart oder während Teillastfahrten möglichst im Optimum zu halten, kann es daher zielführend sein die Abwärme aus den elektrischen Bauteilen für eine Getriebeölkonditionierung zu nutzen.

Moderne kinetische Energiespeicher wandeln anhand von elektrischen Maschinen elektrische in mechanische Energie und umgekehrt um. Aufgrund von Verlusten durch intensive Lastprofile und hohen Drehzahlen werden in kinetischen Energiespeichern oft hohen Temperaturen erreicht. Um die Lebensdauer des Gesamtsystems festzulegen sowie verschiedene Komponenten auszulegen wird Kenntnis über das thermische Verhalten benötigt. Zur Schätzung des thermischen Verhaltens werden thermische Modelle eingesetzt, die durch experimentelle Ergebnisse abgeglichen werden.

Hybridisierte Antriebsstränge bieten im Bereich der Fahrzeuganwendungen ein großes Potential, sowohl CO2- als auch Schadstoffemissionen signifikant zu senken. Im Projekt DE4LoRa, gefördert durch das BMWK, wird ein neuartiger hybridisierter Antriebsstrang entwickelt, der die Vorteile eines batterieelektrischen Fahrzeugs (BEV) mit denen eines hybriden (HEV) verbindet. Zur maximalen Ausnutzung des Potentials nimmt die Betriebsstrategie eine zentrale Rolle ein, die die Verteilung der geforderten Fahrleistung an die beiden Elektromotoren sowie den Verbrennungsmotor unter Einbeziehung verschiedenster Randbedingungen steuert.

Mittels aktiver Magnetlager können Rotoren berührungsfrei und damit reib- und verschleißfrei gelagert werden. Für die Stabilisierung der Lager ist eine Erfassung der Rotorposition notwendig. Um Kosten und Bauraum zu sparen kann diese aus der Induktivität des Lagers geschätzt werden. Ein Verfahren hierzu wurde am IMS entwickelt und erfolgreich an einer magnetlagelagerten Spindel eingesetzt. Dieses Verfahren ist jedoch ungenau, wenn es bei sehr großen Magnetlagern, wie die der am IMS untersuchten Schwungmassenspeichern, eingesetzt wird. Ziel dieser Arbeit ist es, das Verfahren an große Magnetlager detailliert experimentell zu untersuchen und gegebenenfalls anzupassen.

Schwungmassenspeicher dienen zur Speicherung elektrischer Energie. Zur Reduktion der Reibung wird der Rotor in der Regel magnetgelagert. Im Fall einer Fehlfunktion soll eine mechanische Lagerung (Fanglagerung) ein sicheres Auslaufen des Rotors gewährleisten. Dabei wird die Fanglagerung thermisch stark beansprucht. In der Arbeit soll ein Modell entwickelt werden, mit dem aufbauend auf den Kräften während eines Absturzes die Temperaturen im Lager berechnet werden können.

Auch im Bereich der Flurförderzeuge halten zunehmend Lithium-Ionen-Batterien Einzug. Diese weisen im Vergleich zu Blei-Säure-Batterien oder Verbrennungsmotoren Vorteile in den Bereichen Fahrdynamik, Ladeverhalten, Effizienz und Nachhaltigkeit auf. Nachteilig sind jedoch die trotz fallender Zellpreise immer noch hohen Systemkosten. Eine optimal auf den Nutzer zugeschnittene Auslegung des gesamten Antriebsstrangs ist daher notwendig, um akzeptable Total Cost of Ownership (TCO) zu erreichen. Zu diesem Zweck kommen ganzheitliche Modelle (Matlab / Python) in Kombination mit Optimierungsalgorithmen zum Einsatz.

Schwungmassenspeicher dienen der Speicherung von Energie. Zur Reduktion der Reibung wird in der Regel ein Magnetlager (AMB) eingesetzt. Im Fall einer Fehlfunktion soll eine mechanische Lagerung, die sogenannten Fanglager, ein sicheres Auslaufen des Rotors gewährleisten. Um die radialen Kräfte auf die Einbauten im Kohlefaserrotor zu reduzieren, sind diese Segmentiert, wodurch es zwischen den Segmenten zu Absätzen kommt. Ziel der Arbeit ist es, dies in Simulationen abzubilden und deren Einfluss zu analysieren.

Prüfstandseitig soll ein Überrollvorgang eines Fragmentes innerhalb eines einstufigen Planetengetriebes messtechnisch erfasst werden. Für die Beschreibung des Schadensmechanismus wird unter anderem ein opto-mechanischer Ansatz verfolgt, bei welchem Lasergravuren in Form von FE-Gittern auf Zahnradoberflächen aufgebracht werden und mittels eines bereits implementierten Hochgeschwindigkeitsaufbaus detektiert werden sollen und auftretende Knoten-Deformationen getrackt werden sollen. Ziel ist hierbei ein großformatiges Deformationskennfeld der Zahnradoberfläche aufzuzeichnen. Für die Bearbeitung stehen ein modularer Hochgeschwindigkeitsprüfstand mit telezentrischen Objektiven, 2 High-Speed Kameras und einem entsprechenden Belichtungssystem zur Verfügung. Für Post-Processing steht ein Leistungsrechner zur Verfügung.