UNICARagil

Skizze Gesamtsystem

Bild: www.unicaragil.de

Ein Paradigmenwechsel auf dem Weg zur automatisierten, elektrischen Mobilität

Ziel des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Leuchtturmprojektes ist die Konzeptionierung, Realisierung und die Absicherung einer neuartigen disruptiven, modularen sowie skalierbaren Fahrzeugarchitektur. Vier verschiedene Anwendungsfälle, ausgehend vom automatisierten Taxi bis zur mobilen Packstation, werden zum Projektabschluss auf Testfeldern deutschlandweit demonstriert.

Gefördert durch:

Wir wollen mit der Forschung dafür sorgen, dass Fahrzeuge entwickelt werden, die leistungsfähig, zuverlässig und emissionsfrei funktionieren. Mit UNICARagil starten wir ein in Deutschland einzigartiges Leuchtturmprojekt.
Parlamentarischer Staatssekretär Thomas Rachel

Das Institut für Fahrzeugtechnik Stuttgart IFS der Universität Stuttgart ist mit zwei Lehrstühlen am Projektkonsortium beteiligt. Der Lehrstuhl Kraftfahrzeugmechatronik von Prof. Dr.-Ing. Hans-Christian Reuss trägt die Gesamtverantwortung für die Entwicklung der mechatronischen Architektur, der Hardware eines ausfallsicheren domänenunabhängigen Steuergerätes, sowie die Konzeptionierung und Umsetzung des elektrischen Bordnetzes inkl. des induktiven Ladens. Der Lehrstuhl Kraftfahrwesen von Prof. Dr.-Ing. Jochen Wiedemann verantwortet das thermische Bordnetz. Der Projektleiter für die Umfänge des IFS ist Dr.-Ing. Dan Keilhoff.

Gesamtverantwortung des IFS:

UNICARagil – Neue Konzepte für die Automobilelektronik

Auf der Grundlage eines modularen und skalierbaren Fahrzeugkonzeptes, bestehend aus Nutz- und Antriebseinheit, werden vollständig autonom fahrende elektrische Fahrzeuge entwickelt. Es wird eine neue disruptive, modulare und agile Fahrzeugarchitektur als Plattform konzipiert.

Zukünftig bedarf es neuer Konzepte für die Fahrzeugelektronik. Modularität, Dienste-Orientierung sowie die modulare Absicherbarkeit erfordern einen Paradigmenwechsel bei der mechatronischen Architektur Aufteilung der Aufgaben auf verschiedenen Instanzen mit klaren Schnittstellen. Im UNICARagil-Projekt heißt das konkret: Sensormodule erfassen das Umfeld. Ein Steuergerät berechnet daraus die abzufahrende Trajektorie und übergibt sie an ein zweites, ausfallsicheres Steuergerät. Jetzt werden die Stellgrößen für die Aktuatorik, d. h. Antriebs- und Bremsmomente sowie die Lenkwinkel berechnet. Die Aktuatoren – in UNICARagil Dynamikmodule genannt – regeln Strom und Spannung.

Auch bei der Energieversorgung müssen neue Wege befahren werden. Gerade bei automatisierten Fahrzeugen ist das selbstständige, induktive Laden unerlässlich. Die Forschungsplattform fährt das Fahrzeug mit max. 48 V. Damit wird es auch Forscherinnen und Forschern ohne elektrotechnische Fachkenntnisse ermöglicht, mit dieser Plattform zu arbeiten.

In Elektrofahrzeugen steht keine Abwärme des Verbrennungsmotors zur Verfügung, um den Passagierkomfort sicherzustellen. Hier sind neue, energieeffiziente Lösungen gefragt. Ein bedarfsoptimiertes Klimatisierungskonzept löst den Zielkonflikt zwischen Heizenergie und Reichweite.

E / E - Architektur: Elektronik als Grundlage für automatisiertes Fahren

Bild: www.unicaragil.de

Die Forschungsschwerpunkte

Im Rahmen des Projektes wird die Entwicklung einer funktionalen Fahrzeugarchitektur, welche mit der Cloud, der Straßeninfrastruktur und Infobienen vernetzt ist, fokussiert. Weitere Schwerpunkte sind die Entwicklung generischer Sensormodule für die Umfelderfassung, eine flexibel erweiterbare, updatefähige und Dienste-orientierte Software- und Hardwarearchitektur sowie ein hochdynamischer Radnabenantrieb. Darüber hinaus werden auch Safety- und Security-Anforderungen an die Soft- und Hardwarearchitektur bei der Konzeption und Umsetzung berücksichtigt. Hier ist das Ziel, die Gesamtfunktion der Fahrzeuge über eine modulare Absicherung zu gewährleisten.

Projektkonsortium

Das Konsortium wird von sieben Universitäten, darunter die Universität Stuttgart, angeführt. Die Beteiligung von insgesamt 13 Lehrstühlen unterstreicht den Forschungscharakter von UNICARagil. Das IFS ist mit den Lehrstühlen Kraftfahrzeugmechatronik und Kraftfahrwesen vertreten. Erweitert wird das Konsortium durch Zulieferer und KMUs aus den Bereichen Antrieb, Simulation, IT-Sicherheit, Embedded Software und Systeme, Kommunikation, Kartierung und Lokalisierung, Logistik und Elektromobilität.

Ausblick / Vision

UNICARagil leistet einen substantiellen Beitrag zur Steigerung der Innovationskraft am Standort Deutschland im autonomen elektrischen Fahren. Darüber hinaus wird die interdisziplinäre Forschung, Entwicklung und Lehre an mehreren Wissenschaftsstandorten in Deutschland im Vorhaben systematisch verzahnt sowie nachhaltig gestärkt.