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DRIVE-E-Studienpreis 2011 – Preisträger

Kategorie I: Studien- / Projekt- / Bachelorarbeiten

1. Preis

Marcus Walter

Marcus Walter, Technische Universität Kaiserslautern,Fachrichtung „Mechatronik“

Bereich: Fahrzeugsicherheit

Nicht nur in Bezug auf Umweltschutz bringen elektrisch angetriebene Fahrzeuge Vorteile. Mit Elektroantrieben lassen sich auch fahrdynamische Eigenschaften und damit die Fahrstabilität optimieren. Dazu wird in der prämierten Arbeit ein Fahrzeug mit elektrischem Radnabenantrieb eingesetzt, dessen Architektur es erlaubt, Räder individuell zu beschleunigen und abzubremsen, was mit konventionellen Antrieben in dieser Einfachheit nicht möglich ist. Mit umfangreichen Rechnungen und Simulationen zeigt die Arbeit, welche Verbesserungen der Fahrstabilität möglich sind. Die Arbeit leistet damit einen wesentlichen Beitrag zur aktiven Fahrzeugsicherheit von Elektrofahrzeugen, die ein hohes gesellschaftliches Interesse darstellt.

Aus diesen Gründen wurde die Studienarbeit von Marcus Walter von der Technischen Universität Kaiserslautern mit dem Titel „Fahrdynamikregelung von überaktuierten Elektrofahrzeugen mit Steer-by-Wire-Lenksystem und Einzelradantrieb“ mit dem 1. Preis und somit 5.000 Euro prämiert.

2. Preis

Oliver Wallscheid

Oliver Wallscheid, Universität Paderborn, Studiengang „Leistungselektronik und Elektrische Antriebstechnik“

Bereich: Antrieb

Nicht zuletzt aufgrund des Klimawandels und der absehbaren Verknappung und Verteuerung von Rohöl erfreuen sich Elektromotoren als alternative Antriebstechnologie wachsender Beliebtheit. Um Elektromotoren als Fahrzeugantrieb einsetzen zu können, bedarf es einer Regelung, die dem Motor das gewünschte Verhalten aufprägt. Die prämierte Arbeit betrachtet die Regelung des Permanentmagnet-Synchronmotors mit eingebetteten Magneten, die sich durch eine hohe Leistungs- und Drehmomentdichte auszeichnen. Neben den theoretischen Grundlagen werden Betriebsstrategien und Regelungskonzepte diskutiert und bewertet. Weiterhin werden Simulationen mit Prüfstandsdaten verglichen. Die Arbeit liefert somit wichtige Erkenntnisse für die Einsetzbarkeit dieses anwendungsrelevanten Motortyps.

Aus diesen Gründen wurde die Bachelorarbeit von Oliver Wallscheid von der Universität Paderborn mit dem Titel “Entwurf einer Stromregelung mit definiertem dynamischen Verhalten für einen Permanentmagnet-Synchronmotor mit eingebetteten Magneten (IPMSM)” mit dem 2. Preis und somit 2.000 Euro prämiert.

Kategorie II: Diplom- / Magister- / Masterarbeiten

1. Preis

Michael Reiter, Mareike Hübner

Michael Reiter und Mareike Hübner, RWTH Aachen, Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe (ISEA)

Bereich: Antrieb

Der Antriebsumrichter als Bindeglied zwischen dem Motor und dem Energiespeicher stellt ein Kernstück des elektrischen Antriebs dar. Gleichspannung aus der Hochvoltbatterie wird damit in dreiphasige Wechselspannung für den Elektromotor umgewandelt. Welchen Einfluss die Topologie, d. h. die räumliche und funktionale Anordnung der Bauteile des Antriebsumrichters, auf die Leistungsfähigkeit und Effizienz hat, war hier die Motivation einer der prämierten Arbeiten. Die hier untersuchte Topologie ermöglicht einen Lade- und Antriebsstrang mit höherer Leistung und weniger elektronischen Bauelementen. Die zweite prämierte Arbeit beschäftigt sich mit dem Aufbau eines solchen Antriebsumrichters und der Entwicklung eines zuverlässigen Sicherheitskonzeptes zur Gewährleistung einer hohen Betriebssicherheit. Beiden Arbeiten zeichnet damit eine hohe Industrierelevanz aus und tragen somit wesentlich zu Etablierung der Elektromobilität bei, einem erklärten Ziel der Bundesregierung.

Aus diesen Gründen wurden die Diplomarbeiten von Mareike Hübner und Michael Reiter von der RWTH Aachen mit den Titeln „Auslegung und Bewertung eines Umrichters für ein Elektrostraßenfahrzeug“ sowie „Entwicklung und Aufbau eines Umrichters in H-Brückentopologie für ein Elektrostraßenfahrzeug“ mit dem 1. Preis und je 3.500 Euro prämiert.

2. Preis

Peter Keil

Peter Keil, TU München, Studiengang „Fahrzeugtechnik“

Bereich: Batterie

Mit seiner Größe und Energiedichte bestimmt der Energiespeicher maßgeblich Reichweite und Gewicht des Fahrzeugs. Auch die Fahrleistungen werden durch seine Leistungsfähigkeit beeinflusst. Darüber hinaus spielen die Kosten des Energiespeichers eine ganz entscheidende Rolle, da er bislang die teuerste Einzelkomponente eines Elektrofahrzeuges ist. Hohe Effizienz und lange Haltbarkeit sind deshalb zentrale Ziele in der Batterieforschung und auch das Thema der vorliegenden prämierten Arbeit. Die hochgenaue Computersimulation für eine Lithium-Ionen Batterie auf Basis eines elektrischen Ersatzschaltbildes sowie eines dreidimensionalen thermischen Modells liefern dabei die Datenbasis. Batteriebetriebsstrategien, die eine größere Fahrzeugreichweite und längere Batterielebensdauer ermöglichen, profitieren davon erheblich.

Aus diesen Gründen wurde die Diplomarbeit von Peter Keil von der Technischen Universität München mit dem Titel „Entwicklung eines Batteriemodells zur Untersuchung von Energiemanagementstrategien für Elektrofahrzeuge“ mit dem 2. Preis und somit 2.000 Euro prämiert.

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