Baukasten für Elektroautos – Forschungsprojekt e performance von Audi erfolgreich beendet – Teil 1

(16.10.2012)

Das Elektroauto im Baukastensystem und Hochvoltbatterien – das Audi Forschungsprojekt e performance ist erfolgreich abgeschlossen worden.

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(Bildquelle: Audi)

Um in Zukunft Elektroautos einfacher und schneller entwickeln zu können, setzen immer mehr Autobauer auf ein Baukastenprinzip. Nach drei Jahren Arbeit ist das Forschungsprojekt e performance erfolgreich abgeschlossen worden. Zusammen mit den Unternehmen Bosch und mehreren Instituten der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen (RWTH) entwickelte Audi einen Technikbaukasten, der die Elektromobilität laut Unternehmensangaben wieder ein Stück weiter bringt.

Das Projekt sieht vor, dass die Module des Baukastens in unterschiedlichen elektrische Automobilen eingesetzt werden können. Das System wurde unter anderem in dem sportliche Technologieträger e Sport eingesetzt, hierbei handelt es sich um ein Elektroauto.

Am 1. Oktober 2009 startete der Ingolstädter Automobilhersteller am in den Räumen der Audi Electronics Venture GmbH (AEV) das Projekt e performance.
Das Ziel des 36-Millionen-Euro-Projekt war es, eine skalierbare Systemarchitektur für Elektromobile zu entwickeln. Es sollte sich um ein flexiblen Technikbaukasten handeln, welcher auch einen Plug-In Hybridantrieb beinhaltet.
Dieses System soll variabel in den verschiedensten Elektrofahrzeugen eingesetzt werden können, vom Sportwagen über kleine City-Autos bis hin zu Limousinen.

An dem Projekt waren Experten aus Industrie und Wissenschaft beteiligt.
Aus der Wirtschaft waren es Ingenieure der AUDI AG, Audi Electronics Venture, Robert Bosch GmbH und Bosch Engineering GmbH.
Im Bereich der Wissenschaft waren die 3 Institute der RWTH Aachen (dem Institut für Kraftfahrzeuge (ika)), dem Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe (ISEA) sowie dem Institut für elektrische Maschinen (IEM)) und die Technischen Universitäten in München, Dresden und Ilmenau, die Leibniz Universität Hannover, die Fraunhofer Institute IESE und IISB, sowie die Forschungsgesellschaft Kraftfahrwesen mbH Aachen beteiligt.

Unterstützt wurde e performance mit rund 23 Millionen Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF).

Dr. Christian Allmann, einer der Projektleiter sagte zu dem Projekt:
„Unser Team brachte Ingenieurkunst, Kreativität und eine Portion Querdenken zusammen“…
„Junge, unabhängige Freidenker haben mit Fachleuten der Technischen Entwicklung von Audi und Bosch gearbeitet. Wir hatten einen ständigen Austausch von unterschied­lichem Wissen und Arbeitskulturen.“

Allmanns Kollege Martin Schüssler ergänzt:

„Das Projekt unterlag einer hohen personellen und technischen Dynamik, deshalb ist eine sehr flexible Zusammenarbeit mit offenen Schnittstellen entstanden.“

Im Rahmen des Projektes wurde ein funktionsfähiges Elektrofahrzeug gebaut, der so genannte Audi F12. Hierbei handelt es sich um einen Sportwagen, der von außen wie ein Audi R8 der Serienproduktion aussieht, jedoch rein elektrisch angetrieben wird.
Innerhalb des modularen Systembaukastens repräsentiert das Elektroauto F12 die Ausführung „e Sport“.
Ein Schwerpunktthema des Projekts war Hochvolt-Batterie, im F12 besteht die Batterieeinheit aus 2 separaten Blöcken mit insgesamt mehr als 38 kWh Kapazität, die aus 200 Makroakkuzellen bestehen.

Bei einem Unfall, können sich diese Makrozellen mit ihren schrägen Wänden gegeneinander verschieben. So kann ein Großteil der Energie bei einem Crash abgeleitet werden, ohne, dass die Akkuzellen direkt beschädigt werden und eine Gefahr für den Menschen besteht. Laut Berechnungen und ersten Versuchen auf Komponenten­ebene hält dieses Sicher­heitskonzept selbst einem seitlichen Pfahlaufprall stand.

Für den Antrieb des Elektrosportwagen wirken drei Elektromotoren unterschiedlicher Bauart zusammen: Sie lassen sich separat ansteuern. Bei langsamer Fahrt ist nur 1 Elektromotor an der Vorderachse aktiv, bei höherem Tempo werden auch die leistungsoptimierten Asynchronmotoren an der Hinterachse eingesetzt. Die Gesamtleistung der 3 Elektromotoren liegt bei 150 kW (204 PS) Leistung und 550 Nm Drehmoment.
Eine Neuheit des Prototypen ist das schaltbare Hochvolt-Bordnetz, die 2 Batterien liefern mit 144 beziehungsweise 216 Volt unterschiedliche Ausgangsspannungen; ein Gleichstrom-Wandler (DC/DC) regelt die erforderliche einheitliche Systemspannung. Im Teillastbereich liegt sie der Effizienz zuliebe bei etwa 200 Volt, mit steigender Leistungsanforderung und Geschwindigkeit erreicht sie bis zu 440 Volt.
Zudem nutzt der Audi F12 eine effiziente Wärmepumpe, die das Thermomanagement für Antrieb und Innenraum übernimmt. Diese temperiert die Batterieeinheiten situations­abhängig und speichert Wärme auch in den Akkus, um bei der nächsten Fahrt den Innenraum energiesparend aufzuheizen.

Die grundlegenden Funktionen des Antriebs (Parken, Rückwärtsfahren, Leerlauf und Vorwärtsfahren) werden mit Tasten auf der Konsole des Mitteltunnels gesteuert. Die anderen lassen sich über einen Tablet-PC steuern, welcher in der Mittelkonsole untergebracht ist und sich herausnehmen lässt.

Zum Projekt sagt Christian Allmann :
„Unsere Initiative war schon zu Beginn das größte interdisziplinäre Forschungs­projekt für Elektroautos in Deutschland“… „Alle Beteiligten haben darin an Kompetenz gewonnen und nach dem ‚open innovation‘ Prinzip untereinander viel Qualifizierungsarbeit geleistet – auch zugunsten der Mitarbeiter in den Unternehmen und Hochschulen.“

Eine interessante Randnotiz: Aus dem Projekt sind 20 Diplom- und 50 Doktor-Arbeiten entstanden.

Weitere Fotos gibt es heute Abend.

Link zu der Projektseite:

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