Gefahren- und Risikoanalyse für Elektrofahrzeuge vorgestellt

Forschungsteam an der Ostbayerischen Technischen Hochschule Regensburg (OTH Regensburg) stellt Gefahren- und Risikoanalyse für die Entwicklung eines Elektrofahrzeuges mit Radnabenanrieb fertig.

Ein bedeutendes Projekt an der Fakultät Elektro- und Informationstechnik, in das bis heute sechs Studierende eingebunden sind, ist das Projekt MEHREN. Der Projektname steht für "Multimotor Elektrofahrzeug mit höchster Raum- und Energieeffizienz und kompromissloser Fahrsicherheit.

Am Projekt beteiligen sich Ford Forschungszentrum Aachen GmbH, Schaeffler Technologies AG & Co. KG, Continental Teves AG & Co. oHG, Continental Automotive GmbH, OTH Regensburg, Laboratory for Safe and Secure Systems (LaS³), Institut für Kraftfahrzeugtechnik (ika) der RWTH Aachen University. Des Weiteren wird das Projekt durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) unterstützt.

Das Ziel des Forschungsprojekts MEHREN  ist die Entwicklung eines Elektrofahrzeugs mit Radnabenantrieben. Durch die Integration des Motors, der Leistungselektronik, Radregelung, und einer Reibungsbremse in die Felgen der Hinterräder, sollen neue Möglichkeiten für die Raumgestaltung geschaffen werden. Neben dem Aufbau von Technologieträgern, an denen die entwickelten Konzepte erprobt werden sollen, soll ein virtueller Prototyp des Fahrzeugs erstellt werden. Durch Folgeprojekte sollen die Technologien aus dem Projekt MEHREN bis zum Jahr 2020 zu einem serienreifen Konzept weiterentwickelt werden.

Die Verwendung von zwei separaten Elektromotoren an der Hinterachse des Fahrzeugs ermöglicht den Einsatz neuer Fahrdynamikkonzepte wie beispielsweise Torque Vectoring. Das Lenkverhalten des Fahrzeugs kann durch Torque Vectoring, also durch die Bereitstellung unterschiedlicher Antriebs- oder Bremsmomente am linken und rechten Hinterrad des Fahrzeugs unterstützt werden. Die Vereinfachung des Antriebsstranges durch den Wegfall vieler mechanischer Komponenten, erhöht die Regelgüte des Antriebs und ermöglicht eine höhere Agilität des Fahrzeugs. Des Weiteren soll durch den Einsatz eines elektrischen Antriebs auch der Trend zu mehr Elektromobilität verfolgt werden. Daher soll der Antriebsstrang möglichst effizient gestaltet werden und so zum Beispiel die Bremsenergie durch Rekuperation zum Laden der Fahrzeugbatterie genutzt werden. 

Die Aufgabe des Projektteams an der OTH Regensburg ist die Erstellung eines Konzepts für die funktionale Sicherheit des Fahrzeugs auf Systemebene. Dazu musste beginnend mit der Item-Analyse das System in allen seinen Bedingungen und Funktionen erfasst sowie abgegrenzt werden. Im nächsten Schritt erfolgte die Identifizierung möglicher Gefährdungen anhand einer Gefahren- und Risikoanalyse. Für die Beurteilung des Fahrzeugverhaltens, bei Eintritt eines Fehlers, wurde eine Simulation entwickelt, die auf dem Zweispurigen-Fahrzeugmodell basiert. 

Ende Dezember 2014 konnte die Gefahren- und Risikoanalyse den Industriepartnern vorgestellt werden. Das Ergebnis dieser Arbeit definiert den Aufwand für die Absicherung der Fahrzeugfunktionen und ist damit auch Teil einer kritischen Kostenanalyse durch die Industriepartner. Mit der Annahme des Konzepts durch die Partner zeigte sich, dass die wöchentlichen Telefonkonferenzen und mehrfachen Treffen zu einem tragfähigen Ergebnis geführt haben. 

Damit können die weiteren Arbeitspakete des Projekts in Angriff genommen werden. Zunächst ist auf der Basis der erzielten Ergebnisse das funktionale Sicherheitskonzept zu entwickeln, welches Ausgangspunkt für die Implementierung der Sicherheitsfunktionen im Fahrzeug ist. Des Weiteren ist die Durchführung von Fahrzeugtests zu planen. Diese werden durchgeführt um zum einen die Kontrollierbarkeit des Fahrzeugs im Falle einer Fehlfunktion zu untersuchen und zum anderen die bereits implementierten Sicherheitsfunktionen auf ihre Wirksamkeit zu prüfen.

Am Projekt MEHREN arbeiten die Studierenden unter Anleitung der Professoren Prof. Dr.-Ing. Claus Brüdigam, Prof. Dipl.-Ing. Georg Scharfenberg, Prof. Dr. rer. nat. Jürgen Mottok von der Fakultät Elektro- und Informationstechnik. Eingebunden sind ein Doktorand, zwei Studenten des Studiengangs Master Applied Research in Engineering Sciences und drei studentische Hilfskräfte. Für das Jahr 2015 werden noch weitere MAPR-Studierende für das Projekt MEHREN gesucht.