Modulhandbuch

Mechatronik und Robotik (MMR)

Antriebe mobiler Systeme

Empfohlene Vorkenntnisse

Grundkenntnisse in Leistungselektronik und Regelungstechnik

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Die Studierenden kennen mit Abschluss des Moduls alle relevanten Antriebstechnologien für mobile Systeme. Die elektrischen Antriebskonzepte und deren Regelung sowie die Energiespeicher bzw. Energiewandler bilden einen Schwerpunkt. Durch das Modul sind die Studierenden fähig, verschiedene Antriebskonzepte unter umfangreichen Gesichtspunkten zu beschreiben und auszuwählen. Sie können Teilkomponenten des mobilen Antriebstranges berechnen und verstehen deren Regelung. Aktuelle Entwicklungen, wie Elektroantriebe und Brennstoffzellentechnologie, werden vermittelt. Die Studierenden sind mit Abschluss des Moduls in der Lage, unterschiedliche Betriebsarten und die Koordination der einzelnen Komponenten in mobilen Systemen zu beschreiben sowie unterschiedliche Konzepte zu modellieren und zu bewerten.

Sachkompetenz

Die Teilnehmenden lösen Problemstellungen im Bereich der Antriebe mobiler Systeme im beruflichen Umfeld zielgerichtet. Durch die starke Einbindung in die Praxis verfügen sie über ein hohes Verständnis der Zusammenhänge. Sie sind in der Lage sich mit Fachvertretern und Laien über Informationen, Ideen, Problemen und Lösungen auszutauschen.

Sozial-ethische Kompetenz

Die Teilnehmenden sind auf eine komplexe, globalisierte Arbeitswelt vorbereitet. Sie finden sich schnell in neuen (Arbeits-)Situationen zurecht und können auf zukünftige Entwicklungstrends reagieren und diese mitgestalten. Die Teilnehmenden haben gelernt, die eigenen Fähigkeiten selbstständig auf die sich ständig verändernden Anforderungen anzupassen.

Dauer 1
SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90
Workload 150
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Mündliche Prüfung (M)

Leistungspunkte Noten

5 ECTS. Die Modulnote entspricht der Note der gemeinsamen mündlichen Prüfung.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr. Uwe Nuß

Empf. Semester 2
Haeufigkeit jedes 2. Semester
Verwendbarkeit

Master-Studiengang MMR, Schwerpunkt Autonome Systeme

Veranstaltungen

Antriebe mobiler Systeme

Art Vorlesung
Nr. M+V2010
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Antriebe mobiler Systeme und deren Energiebedarf:
    Übersicht mobiler Systeme und deren Antriebe, Energieversorgungskonzepte, Elektrischer Energieverbrauch, Kraftstoffverbrauch und Emissionen
  • Alternative Antriebskonzepte:
    Hybrid- und Batterieelektrische Antriebe, Antriebssysteme mit Brennstoffzellen, Einsatz, Topologien und Eigenschaften
  • Chemische und Elektrochemische Energiewandler/-speicher:
    Kraftstoffe und Synthetische Energieträger, Reformierung, Batterien, Brennstoffzellen, Supercaps, Grundlagen, Funktionsprinzip und Technik
  • Bordnetz und Komponenten:
    Topologien, Leistungselektronische Komponenten, HV- und LV-Verbraucher, Nebenaggregate, Energie-Management
  • Systementwicklung und Funktionale Sicherheit für Antriebe mobiler System
  • Auslegung von Antrieben für mobile Systeme:
    Modellbildung und Systemsimulation
Literatur
  • K. Fuest, P. Döring: Elektrische Maschinen und Antriebe, Springer Vieweg, 2004
  • K. Reif: Konventioneller Antriebsstrang und Hybidantriebe, Springer Vieweg, 2010
  • A. Bosl: Einführung in MATLAB/Simulink: Berechnung, Programmierung, Simulation, Hanser Verlag, 2017
  • Robert Bosch GmbH: Kraftfahrttechnisches Taschenbuch, Springer Verlag, 2019

Regelung elektrischer Antriebe

Art Vorlesung
Nr. EMI2215
SWS 2.0
Lerninhalt
  • Einführung von Raumzeigern und Raumzeigerdifferantialgleichungen
  • Transformation von Raumzeigern und Raumzeigerdifferentialgleichungen zwischen ortsfesten und rotierenden Koordinatensystemen
  • Beschreibung des dynamischen Verhaltens von permanentmagneterregten Synchronmaschinen
  • Polradorientierte Regelung von permanentmagneterregten Synchronmaschinen
  • Beschreibung des dynamischen Verhaltens von Asynchronmaschinen
  • Feldorientierte Regelung von Asynchronmaschinen
  • Detaillierter Strom- und Drehzahlreglerentwurf für Drehstromantriebe
Literatur

Nuß, U., Hochdynamische Regelung elektrischer Antriebe, Berlin, Offenbach, VDE-Verlag, 2010
Quang, N.P., Dittrich, J.-A., Vector Control of Three-Phase AC Machines, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2008
Schröder, D., Elektrische Antriebe - Regelung von Antriebssystemen, 4. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 2015