Untersuchung einer automatisierten Systemsynthese elektrifizierter mobiler Arbeitsmaschinen

Andreas Opgenoorth

Nutzen für den Teilnehmer

Der Zuhörer erfährt, wie automatisiert Systeme ausgelegt werden können, welche Herausforderungen sich dabei ergeben und wie diese gelöst werden können.

Zusammenfassung

Die Elektrifizierung mobiler Arbeitsmaschinen erlaubt neue Topologien der Antriebssysteme. Dies wird insbesondere durch eine Reduktion des Energieverbrauchs getrieben, um die notwendige Menge von Batterien oder Brennstoffzellen zu vermindern. Es ist jedoch für einen Entwicklungsingenieur herausfordernd die umfangreiche Menge an möglichen Antriebskomponenten in Verbindung zu bringen und das bestmögliche Antriebslayout je nach Anwendungsfall zu finden. In diesem Zusammenhang können Algorithmen und Softwarelösungen eingesetzt werden, um die Entwicklungsarbeit zu unterstützen und verschiedene Entwürfe automatisch in der spezifischen Anwendung zu bewerten. In der Vergangenheit wurden ähnliche Ansätze bereits für die Auslegung einzelner Getriebe oder Elektromotoren, nicht aber für komplette mobile Maschinen umgesetzt.

Im Rahmen dieses Beitrags wird eine Methodik zur automatisierten Systemgenerierung und -bewertung vorgestellt und anhand eines Softwaretools evaluiert. Mit dem Softwaretool werden mögliche Systemtopologien generiert und diese hinsichtlich Wirkungsgrad, Kosten, Emissionen und weiterer Schlüsselfaktoren bewertet. Es wird im Beitrag betrachtet, welche Daten in der Software hinterlegt sein müssen, wie Komponenten funktional beschrieben werden können und welche Schnittstellen sich im System eignen. Außerdem wird auf Ansätze zum Umgang mit der sehr hohen Anzahl an möglichen Systemkombinationen und dem damit verbundenen hohen Rechenaufwand eingegangen. Abschließend wird dies anhand der Auslegung einer mobilen Arbeitsmaschine demonstriert.