Das Wechselrichtersystem COMBIVERT T6 APD und das Forschungsprojekt „ImWR“
Die Elektrifizierung des Verkehrs: Alle sprechen vom Hauptantrieb, aber gerade auch die Nebenantriebe bieten hohes Einsparpotenzial. Welche Rolle der neue „T6 APD“ dabei spielt und was dahintersteckt, verrät KEB-Projektleiter Thorsten Sigges.
Herr Sigges, was ist der „T6 APD“?
Die Integration innovativer, elektrischer Antriebe in eine neue Generation von Fahrzeugen spielt beim Thema Elektromobilität eine ganz besondere Rolle, da neben Emissionsfreiheit und Lärmreduzierung auch der Wirkungsgrad der eingesetzten Energie optimiert werden kann. Mit dem T6 APD haben wir ein modulares Hochvolt-Antriebswechselrichtersystem für die Elektrifizierung von Nebenaggregaten und Nebenantrieben in Nutzfahrzeugen und mobilen Maschinen umgesetzt. Elektronische Systeme wie der T6 sorgen hier für eine bedarfsgerechte und effiziente Anpassung von Spannungen, Strömen und Frequenzen. Anwendungsbereiche finden sich aktuell insbesondere im urbanen Stadtverkehr – als elektrifizierte, geräuscharme und emissionsfreie Busse im ÖPNV, Abfallsammelfahrzeuge und Straßenkehrmaschinen oder beim innerstädtischen Lieferverkehr für die sogenannte „letzte Meile“.
Das Produkt ist aus dem Forschungsprojekt „ImWR“ entstanden. Was war die Ausgangsüberlegung und wo hat die Realität im Lauf der Zeit Anpassungen erfordert?
Im Projekt „ImWR“ haben wir unter anderem das Zusammenspiel eines modularen Wechselrichtersystems mit allen weiteren elektronischen Fahrzeugkomponenten untersucht. Das System sollte einen sicheren Betrieb ermöglichen und die gesamte Hochvolt-DC Fahrzeugtopologie nicht negativ beeinflussen. Analysiert wurde auch die intelligente Vernetzung unterschiedlicher Steuerungssysteme, die für den Austausch von Informationen und zur Diagnose im Fahrzeug eingesetzt werden. Definiert haben wir außerdem eine frühzeitige Testsystemplanung für eine erfolgreiche Produktentwicklung. So konnten wir die Wechselwirkung zwischen Testsystem und Produkt und insbesondere die Modularität sowie die Kunden-Anforderungen berücksichtigen.
Eine intensive Kooperationskultur mit dem Institut für industrielle Informationstechnik (inIT), dem Institut für Energieforschung (iFE) der Technische Hochschule Ostwestfalen-Lippe und dem Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik (IEM) Paderborn, hatte maßgeblichen Anteil am erfolgreichen Abschluss beider Projekte „ImWR“ und „T6 APD“, die eng miteinander verknüpft waren. Eine Herausforderung war die Anforderungsdefinition in dieser frühen Phase der Elektromobilität – um das Jahr 2014. Der Markt für elektrifizierte Nutzfahrzeuge war gerade erst erwacht. Durch die strukturierte, prozessorientierte Vorgehensweise konnten wir auch Anforderungen, die teilweise erst während der Projektlaufzeit aufkamen, entsprechend verarbeiten. Hier war insbesondere die Anforderungsanalyse nach den Methoden des Systems Engineering ein Schlüssel zum Erfolg.
Wie geht es für den T6 bei KEB nun nach dem Projektende weiter?
Für 2020 heißt das konkret: Start der Serienproduktion. Wir arbeiten bereits seit einiger Zeit eng mit ersten Kunden zusammen – zum Beispiel rüsten wir elektrische Busse, Abfallsammelfahrzeuge und Straßenkehrmaschinen mit dem T6 aus.
Zudem haben wir die E-Kennzeichnung erhalten. Der Wechselrichter erfüllt also alle Anforderungen, die an Automotivsysteme in Bezug auf mechanische und thermische Eigenschaften, Umweltbedingungen, EMV, Sicherheit und Lebensdauer gestellt werden. Die Chance mit unserem Produkt T6 APD eine klimafreundliche und nachhaltige Mobilität möglich zu machen – das war und ist unser Antrieb. Es ist einfach eine spannende Aufgabe mit einem hochmotivierten Team weltweit Kunden bei der Elektrifizierung von mobilen Maschinen und Nutzfahrzeugen zu unterstützen.
Das Projekt
Innovationsprojekt itsOWL-ImWR im Rahmen des Spitzenclusters „it´s OWL“ – Intelligente Technische Systeme OstWestfalenLippe
- Projektlaufzeit: 01.07.2014 - 30.06.2017
- Partner im Verbundprojekt:
- KEB Automation KG
- Institut für industrielle Informationstechnik (inIT) der Technische Hochschule Ostwestfalen-Lippe
- Institut für Energieforschung (iFE) der Technische Hochschule Ostwestfalen-Lippe
- Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik (IEM)
- Fraunhofer Institute for Mechatronics Design Technology (IEM)
- Projektziele und Aufgabenfelder:
- AP* 1: Entwicklung des modularen Wechselrichtersystems – ImWR
Die Anforderungsspezifikation für den ImWR wurde unterstützt durch die Methoden des „Systems Engineering“. - AP 2: Intelligente Vernetzung im Fahrzeug
- AP 3: Sicherstellung der Konfigurierbarkeit des modularen Wechselrichtersystems
- AP 4: Testsystemplanung – Anforderungsanalyse (Ziel: Verfügbarkeit eines Testsystems für den modularen Wechselrichter zum Serienstart – SOP)
- AP* 1: Entwicklung des modularen Wechselrichtersystems – ImWR
* Arbeitspaket
Documentation
