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Skalierbare Simulation zur Energieeffizienzbeurteilung

Die Energieeffizienz von Komponenten und Systemen sollte bereits zu Beginn des Entwicklungsprozesses simulativ untersucht werden. Zur effizienten Durchführung der Untersuchungen ist dabei der Detailgrad sinnvoll zu wählen. Die fka GmbH verfügt über eine breit gefächerte Simulationsumgebung, mit der vielfältige Fragestellungen adressiert und beantwortet werden können.

1D-Längsdynamik Simulationsbibliothek

Die Energieeffizienz von Fahrzeugen in Fahrzeugzyklen lässt sich mit der 1D-Längsdynamik Simulation genau bestimmen. Mit der Simulationsbibliothek „SimLib“ der fka lassen sich schnell neue Fahrzeugkonstellationen konfigurieren und simulieren. Die Komponenten des Triebstrangs sind physikalisch abgebildet, sodass auf die Zustandsgrößen des Systems in Analogie zum realen System während der Laufzeit zugegriffen werden kann. Dies erlaubt die physikalisch korrekte Einbindung kundenspezifischer Modelle innovativer Komponenten. Die Integration kann dank vielfältiger Schnittstellen in der verwendeten Umgebung MATLAB/Simulink sowohl als Whitebox, Blackbox Submodell oder lediglich als Parametersatz generischer Komponenten erfolgen. Der Zugriff auf einen bestehenden Satz validierter Simulationsmodelle von Serienfahrzeugen sorgt für eine beschleunigte Projektdurchführung. Ebenso ist der Aufbau kundenindividueller Modelle bis hin zur Bereitstellung möglich. Sämtliche relevanten sowie gesetzlichen Fahrzyklen werden dargestellt und auch das VECTO Tool für Nutzfahrzeuge kann bidirektional bedient werden.

Zyklengenerierung auf Basis der Beschreibung der Fahraufgaube

Liegt ein Sonderfall des Betriebsszenarios vor, welcher durch die gesetzlichen Fahrzyklen unzureichend abgebildet wird oder für die Fragestellung von übergeordneter Rolle ist, so kann die fka GmbH individuelle, validierte Zyklen abbilden. Zunächst wird dazu eine geeignete Beschreibung der Fahraufgabe gewählt und in einem nächsten Schritt werden Messdaten für diese Mission erhoben. Dies hat die fka bereits exemplarisch für Nutzfahrzeuge umgesetzt.

Durch geeignete Kondensations- und Synthetisierungsverfahren werden aus den Realmessungen repräsentative Fahrzyklen abgeleitet, die als Eingangsgröße für die Simulationsumgebung dienen. Außerdem können die Messdaten zur Ableitung von Simulationsmodellen von Verkehrsszenarien genutzt werden, um beispielweise das Betriebsszenario zu extrapolieren. Umfassen die Messdaten Signale physikalischer oder logischer Größen des Triebstrangs, so können diese im paarweisen Vergleich mit dem simulierten Signalverlauf genutzt werden, um ein Längsdynamikmodell zu validieren. So gelangt die fka zu einer validen Ausgangsbasis, die als Grundlage verwendet werden kann, um durch das Skalieren der Komponenten anhand physikalischer Gleichungen oder dem Ergänzen einzelner Komponenten zu aussagekräftigen Vorhersagen zum Systemverhalten zu gelangen.

Ableitung von Komponentenparametern aus Feinauslegungswerkzeugen

Neben der makroskopischen Betrachtung der Auswirkungen auf das Gesamtfahrzeug und den Anwendungsfall, kann die Simulationsbibliothek auch zur Bewertung der Einflüsse mikroskopischer Änderungen genutzt werden. Es besteht eine nahtlose Integration anderer Entwicklungsumgebungen, wie beispielsweise der Modulauslegung. Diese können zur Generierung von Parameterdatensätzen genutzt werden, um den Einfluss spezifischer Änderungen der Komponenten auf die Gesamtenergieeffizienz abzubilden.

Sollte die Ableitung der Parameterdatensätze zur Konfiguration des Simulationsmodells eine zu große Abstraktion darstellen, kann stattdessen online ein Austausch der Signale zwischen den Entwicklungsumgebungen erfolgen. Dafür können die Simulationsmodelle der Simulationsbibliothek problemlos über die üblichen Schnittstellen in Co-Simulationen eingebunden werden. Dies funktioniert ebenso für externe Modelle.

Sie sind auf der Suche nach einer effektiven Umgebung zur Betrachtung von Fragestellungen rund um die Energieeffizienz von Fahrzeugen? Sprechen Sie uns gerne jederzeit an! Wir freuen uns auf Ihre Nachricht.

[Foto: Längsdynamiksimulation]

[Foto: Messdatenauswertung]

Prüfstände

Ihr Ansprechpartner

Your contact

[Foto: Oliver Voßen]

Oliver Voßen M.Sc.
Manager System Development & Validation

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Telefon: +49 241 8861 214

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