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Simulation: Schlüssel für künftige Antriebe

Nur mithilfe von Simulationsmethoden können die Fahrzeugantriebe an die ständig steigenden Anforderungen hinsichtlich Kraftstoffverbrauch und Emissionen angepasst werden. Wie die Lösungen der Automobilhersteller, Zulieferer sowie Entwicklungsdienstleister für die darauf resultierenden Herausforderungen aussehen, diskutieren derzeit - am heutigen Donnerstag, 8. Dezember 2011, sowie am morgigen Freitag, 9. Dezember 2011, - rund 90 Experten auf der 13. Internationalen MTZ-Konferenz Virtual Powertrain Creation in Unterschleißheim.

Doch wie sieht der Fahrzeugantrieb des Jahres 2020 überhaupt aus und auf welche Entwicklungen müssen sich die Ingenieure einstellen? Professor Christian Beidl (Bild) von der Technischen Universität (TU) Darmstadt zeigte in seinem Plenarvortrag, dass die Antriebsentwicklung, wie wir sie heute kennen, kein Auslaufmodell ist. Prognosen zur Marktdurchdringung von Elektrofahrzeugen im Jahr 2020 reichen laut Beidl je nach Quelle von 3 bis 80 Prozent. Realistisch ist in seinen Augen eine Studie von Roland Berger, die 2020 maximal 5 Prozent Marktanteil für Elektrofahrzeuge ausweist.

Allerdings gibt es parallel einen Megatrend zur flächendeckenden Elektrifizierung herkömmlicher Antriebsstränge mit Verbrennungsmotor. Beidl schloss daraus, dass auch künftig sowohl herkömmliche als auch alternative Antriebe weiterentwickelt werden müssen. "Dabei ist der Fächer der Entwicklungs- und Vernetzungsanforderungen bei Elektro- und Hybridfahrzeugen viel breiter als bei rein verbrennungsmotorischen Antrieben, da die einzelnen Systeme noch viel mehr Wechselwirkungen aufeinander ausüben", so Beidl. Seine Schlussfolgerung: "Simulation und virtuelle Produktentwicklung sind künftig die entscheidenden Wegbereiter für kostengünstige, effiziente Antriebslösungen."

Schlüssel dazu ist die zielgerichtete Vernetzung tiefgreifender Einzelsimulationen mit dem Gesamtentwicklungsprozess. Wie diese Einbildung praktisch funktionieren kann, zeigte Andreas Abel von ITI in seinem Vortrag. In das existierende Modellumfeld einer Antriebstrangsimulation passten ITI und BMW ein physikalisches Getriebemodell mit Echtzeitfähigkeit ein. Das vorhandene Modell erlaubte keine Abbildung von transienten Vorgängen oder Wechselwirkungen mit der Aktuatorik. Das neue Modell erlaubt dank physikalischer Modellierungsansätze deutlich höhere Detailtiefen, sodass das komplexe dynamische Verhalten der Komponenten realistisch nachgebildet und in Echtzeit eingebunden werden kann. Damit werden neben reinen Funktionstests auch quantitative Untersuchungen auf Echtzeitsystemen möglich.

Einen ausführlichen Bericht über die Tagung wird in MTZ 4/2012 zu lesen sein, die am 9. März 2012 erscheinen soll.
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