OMAxVehicle

Der Übergang zur Elektromobilität stellt einen bedeutenden Umbruch in der Mobilitätsentwicklung dar. Einen großen Anteil daran haben vor allem Automobilzulieferer aus Deutschland – insbesondere aus Nordrhein-Westfalen. Hier entstehen völlig neuartige, innovative Fahrzeugkonzepte und Lösungen, die durch neu konfigurierte Lieferketten wiederum neue Systemintegratoren hervorbringen. Ermöglicht wird diese Flexibilität durch die digitale Transformation und die Industrie 4.0. Zugleich resultiert daraus ein hohes Maß an Komplexität, was die Entwicklung und Fertigung betrifft. Um diese Komplexität zu beherrschen, wird ein zeitgemäßer Engineering-Ansatz benötigt. Eine standardkonforme, über mehrere Partner verteilte und dabei qualitativ abgesicherte Produktentwicklung ist ein zentrales Schlüsselelement für alle Beteiligten im Entwicklungsprozess. Dazu müssen offene Standards und gemeinsam nutzbare Werkzeuge geschaffen werden. Um in einem globalen Umfeld wettbewerbsfähig zu bleiben und neue Produkte auf den Markt bringen zu können, sind eine Reihe von Herausforderungen zu lösen, die Einzelunternehmen oder Forschungseinrichtungen nicht alleine lösen können. Das betrifft unter anderem die verteilte Produktentwicklung oder die Qualitätssicherung bei immer kürzer werdenden Entwicklungszyklen.

Mit dem Ziel, die Entwicklung, Integration und Verifikation komplexer Produkte im Bereich der Elektromobilität zu vereinfachen, wird im Projekt ein modulares Experimentier-Fahrzeug konzipiert. Dieses Experimentier-Fahrzeug soll sowohl die Kompatibilität als auch die Kommunikation elektrischer Komponenten von unterschiedlichen Herstellern in unterschiedlichen Leistungsklassen ermöglichen. Um der zunehmenden Komplexität in der Produktentwicklung gerecht zu werden, folgt das Projekt dem methodischen Ansatz des Modellbasierten Systems Engineerings. Dazu werden aus realen mechatronischen Systemen des elektrischen Antriebs digitale Zwillinge erzeugt. Die realen Objekte und Prozesse werden dabei jedoch nicht nur digital abgebildet, sondern das Konzept des digitalen Zwillings erzeugt einen Kommunikationsfluss von Daten und Informationen zwischen realen sowie virtuellen Objekten und Prozessen. Anhand der einzelnen Simulationsmodelle kann eine Gesamtsimulation aufgebaut werden, die eine virtuelle Konfiguration, Verifizierung und Abstimmung der Gesamtauslegung des Antriebsstrangs und der Steuerung mit einfachen Mitteln ermöglicht.

Im Vorgängerprojekt wurde bereits eine modulare Elektromobilitätsplattform aufgebaut, die ebenfalls im Entwicklungsprozess des Model Based Systems Engineering die Validierung und Verifikation von Komponenten der Elektromobilität unterstützt. In der Kombination aus Experimentier-Fahrzeug und Elektromobilitätsplattform kann das rein virtuelle Testen des elektrischen Antriebs um X-in-the-Loop erweitert werden. Dabei können die digitalen Zwillinge zum einen zum Analysieren und Optimieren und zum anderen zur Entwicklung neuer Produkte dienen.

Dadurch soll die Konzipierung eines vollständig modularen Experimentierfahrzeugs mit batterieelektrischen sowie auf Brennstoffzellentechnologie basierenden Antriebsstrang ermöglicht
werden. Die Brennstoffzellentechnologie wird dabei nicht nur als virtuelles Abbild erzeugt, sondern
auch im reellen aufgebaut, getestet und als Alternative zum batterieelektrischen Energiespeicher in die OMEx-DriveTrain-Plattform integriert.

Darüber hinaus soll das System für Schulungen, in der Lehre und als Demonstrationsplattform etwa für Messeauftritte nutzbar sein.

Unsere Schwerpunktthemen

• Konzipierung eines modularen Fahrzeugaufbaus mit Antriebsstrang
• praktische Anwendung von MBSE
• Definition von Simulationsmodellen zur Abbildung von digitalen Zwillingen
• Erzeugung von digitalen Zwillingen der Antriebskomponenten
• reelle Erweiterung der OMEx-DriveTrain-Plattform um die Brennstoffzellentechnologie
• hybrides Testen, Datenerfassen und Analysieren mit X-in-the-Loop
• Schulungsunterlagen, Tutorials und Beispiele sowie Demos als Online-Material